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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Behandlung von metalioxidhaltigen Agglomeraten, insbesondere von eisenoxidhaitigen Agglomeraten, in mehreren aufeinanderfolgenden thermischen Behandlungszonen, wobei die Agglomerate kontinuierlich auf einen Wanderrost aufgegeben werden und dort eine Schuttung bilden, gegebenenfalls in einer Trockenzone die Agglomerate durch Hindurchleiten heisser Gase mit einer dafür ausreichendene Temperatur getrocknet, in einer Brennerzone die oberste Schicht der Schüttung durch Hindurchleiten heisser Verbrennungsgase mit einer dafür ausreichenden Temperatur aufgeheizt und gebrannt oder gesintert wird.
Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Verfahren zur thermischen Behandlung von Agglomeraten bekannt, welche insbesondere Pelletbrenn- und Sintermaschinen betreffen, also bei der Erzeugung von Sinter oder beim Hartbrennen von Erzpellets zur Anwendung gelangen.
Das Hartbrennen von Erzpellets erfolgt heute meist auf Wanderrosten mit Gashauben, die als Pelletbrennmaschinen bezeichnet werden. Weitere technisch angewandte Verfahren betreffen Schachtöfen, Wanderrost-Drehrohröfen und, in kleinerem Massstab, Pfannenofen.
Die Pelletbrennmaschinen haben in Laufrichtung gesehen verschiedene Behandlungszonen, nämlich Trockenzone, Brennzone und Kühlzone Diese Zonen können unterteilt sein, beispielsweise in verschiedene Trockenzonen, Aufheizzone, Brenn- und Nachbrennzone sowie verschiedene Kuhlzonen. Die erforderliche Prozesswärme wird zumeist ausschliesslich oder überwiegend durch heisse Gase in den Prozess eingebracht Diese heissen Gase werden in Brennkammern durch Verbrennung von flüssigen, gasförmigen oder staubförmigen festen Brennstoffen erzeugt und anschliessend in die Gashauben geleitet Da die Verbrennungsabgase zum Teil sehr heiss sind, werden zur Warmeausnutzung verschiedene Gasrückführungssysteme angewendet Ein Teil der Prozesswärme kann auch durch festen Brennstoff eingebracht werden,
der in die Pellets eingebunden ist oder auf die Pellets aufgegeben wird
Im Gegensatz zum Sintern, bei dem die Erzteilchen oberflächlich erweichen oder schmelzen und aneinanderkleben, verfestigen sich die Pellets beim Brennen durch Kristallisationsvorgänge und Strukturveränderungen im Inneren. Sobald bestimmte Temperaturen erreicht sind, beginnen die kleinen Erzkörnchen zu wachsen und sich über Kristallbrücken zu grösseren Körnern zusammenzufügen (Sammelkristallisation). Bei gegebener Zusammensetzung sind also beim Sintem grundsatzlich höhere Temperaturen erforderlich als beim Pelletbrennen.
Es sind auch Mischformen des Pelletbrennens und Sinterns bekannt, wobei die Einsatzstoffe zuerst-wie bei Pelletierverfahren - zu Pellets einheitlicher Grosse geformt werden und wobei eventuell erforderlicher fester Brennstoff nachträglich mit den hergestellten Pellets vermischt oder auf diese aufgebracht wird. Anschliessend erfolgt eine thermische Behandlung auf einer Sintermaschine.
Neben einem möglichst geringen Brennstoffverbrauch wird von Pelletbrennmaschinen auch stets eine möglichst grosse Anlagenproduktivität gefordert.
Beim oxidierenden Hartbrennen liegt der Eisenanteil in den fertigen Pellets als Hämatit in der höchsten Oxidationsstufe (Fe als Fe203) vor. Beim Hartbrennen von magnetitische Eisenoxide enthaltenden Grünpellets ist die aufzubringende Wärmemenge geringer als bei hamatitische Oxide enthaltenden Pellets, da die Oxidation von Fe304 zu Fe203 exotherm verlauft. Infolgedessen hängt die spezifische Durchsatzleistung einer Pelletbrennmaschine in starkem Masse von der Grösse des Magnetitgehaltes der zu verarbeitenden Grünpellets ab und steigt mit zunehmendem Magnetitgehalt
Es ist bekannt, die Durchsatzleistung bei der Verarbeitung von Hämatiten zu steigern, indem in die Erzmischung bei der Herstellung von Grünpellets festes kohlenstoffhältiges Material in Form von Koks, Anthrazit oder niedrigfluchtiger Kohle eingemischt wird.
Der erforderliche Cmc-Gehalt (Gehalt an nichtflüchtigem Kohlenstoff) in der Erzmischung hängt dabei sowohl vom Magnetitanteil, als auch vom Anteil wärmeverbrauchender Zuschlagstoffe, wie beispielsweise basischer Karbonate, ab und liegt bei Verarbeitung von reinem Hämatit bei ca. 1, 3 %. Bei einem Anteil von magnetitischen Erzen in der Mischung kann der einzumischende Cfix-Anteil entsprechend geringer sein.
Bei Cfix-Gehalten über 1, 3 % nimmt die Druckfestigkeit der gebrannten Pellets stark ab und bei noch höheren Gtix-Gehalten fällt auch die spezifische Durchsatzleistung einer Pelletbrennmaschine aufgrund des niedrigeren Eisengehaltes wieder ab Ein Einbinden von kohlenstoffhÅaltigem Material
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in ausschliesslich Magnetit enthaltende Pellets führt auf jeden Fall zu einer starken Erniedrigung der Festigkeit der Pellets.
Aus der DE OS 34 18 468 A 1 ist es bekannt, den Cfix-Gehalt von hämatitisches Erz enthaltenden Pellets auf 1, 7 bis 2, 0 % zu steigern, bei gleichzeitiger Verringerung des Unterdrucks, mit dem die heissen Gase in der Brennzone des Wanderrostes durch das Pelletbett geleitet werden, von bis dahin ublichen 30 bis 40 mbar auf 5 bis 20 mbar Damit ist eine Erhöhung der Durchsatzleistung der Pelletbrennmaschine verbunden
Dieses Verfahren hat aber den Nachteil, dass für eine ausreichende Pelletqualität in erhöhtem Masse Bindemittel und Zuschlagstoffe zugesetzt werden müssen. Auch ist die Erhöhung der Durchsatzleistung der Pelletbrennmaschine eher auf die grössere Menge dieser Stoffe zurückzuführen.
Die EP 0 030 396 A 1 offenbart ein Verfahren zum Hartbrennen von Pellets, bei dem mindestens 10 % des von aussen dem Prozess zugefuhrten Brennstoffs in Form von festem Brennstoff auf die Oberfläche des Pelletbettes aufgegeben wird. Fur das Aufbringen dieses festen Brennstoffs sind zusätzliche Vorrichtungen erforderlich, die den festen Brennstoff auf das Pelletbett verteilen Dieses Verfahren ist daher vom Gesichtspunkt der Investitionskosten her als nachteilig zu beurteilen.
Daruber hinaus besteht durch das Verbrennen der Brennstoffteilchen auch die Gefahr lokal auftretender Temperaturspitzen, wodurch die Randzonen der Pellets erweichen und teilweise schmelzen, was in der Folge zur Ausbildung gleichsam gesinterter Agglomerate führt und jedenfalls unerwünscht ist.
Es ist auch eine Reihe von Verfahren bekannt (DE PS 1 433 339, US PS 3, 620, 519), bei denen die gesamte fur das Brennen notwendige Warmemenge durch Verbrennungsabgase zugeführt wird.
Bei der Deckung des gesamten Warmebedarfs mittels Brennern besteht die Gefahr, dass örtliche Obertemperaturen auftreten, wodurch die Brennstoffasche und/oder der in den Prozessgasen enthaltene Staub verschlacken, Ablagerungen im Bereich der Brennereinrichtungen bilden, die durch Flammenablenkung und Infiltration das feuerfeste Material zerstören konnten.
Dadurch kann auch die thermische Behandlung nachteilig beeinflusst werden oder die Anlagenproduktivität verringert bzw muss die Produktion für eine Reparatur eingestellt werden.
Allen bekannten Verfahren ist gemeinsam, dass das Erhitzen der Pelletschüttung solange erfolgt, bis auch die im untersten Bereich der Schüttung liegenden Pellets für die erforderliche Zeit der Brenntemperatur ausgesetzt sind.
Dies hat den Nachteil, dass die im obersten Bereich der Schüttung liegenden Pellets, obwohl sie schon fertig gebrannt sind, nur deswegen immer noch aufgeheizt werden, weil die im unteren Bereich der Schüttung liegenden Pellets noch nicht, bzw. noch nicht lange genug auf Brenntemperatur gebracht wurden. Dieser Umstand führt zwangsläufig zu einem höheren Energieverbrauch und zu einer Limitierung der Anlagenproduktivität.
Zur Herstellung von Sinter wird die Sinterrohmischung, ein gegebenenfalls granuliertes Gemisch aus zu sinterndem Erz, festem Brennstoff und Rückgut, auf einen Forderkettenrost einer Sintermaschine in einer Schichthöhe von etwa 30 bis 70 cm aufgegeben. Das Gemisch wird mittels einer Zündhaube gezündet, deren Brenner Verbrennungsgase entwickeln, deren Temperatur den zum Entzünden des festen Brennstoffs notwendigen Wert erreicht. Nach dem Zünden des Gemischs wird Luft, üblicherweise kalte Luft, von oben nach unten durch das Gemisch gesaugt und dadurch das Gemisch, bzw. der feste Brennstoff des Gemischs am Brennen gehalten, bis die Verbrennungsfront den Kettenrost erreicht.
Nach dem Sintern wird der Sinter noch entweder in einer unmittelbar anschliessenden Kühlzone oder in einer separat angeordneten Kühlvorrichtung gekühlt.
Bei der Herstellung von Sinter ist es bekannt, einen Teil des festen Brennstoffs durch in Gasform zugeführte Wärmemengen zu ersetzen, wobei diese Wärmemengen mittels Verbrennungsabgasen zugeführt werden, die einer nach der Zündhaube angeordneten Haube entnommen werden. Der Sauerstoffgehalt der Verbrennungsabgase muss allerdings ausreichend gross sein, um eine Verbrennung des festen Brennstoffes des Gemischs zu gewährleisten.
Trotz optimal gewählter Werte der Temperatur und des Sauerstoffgehaltes der Verbrennungsabgase kann die Wärmezufuhr mittels heisser Verbrennungsabgase bei gleichzeitiger
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Verwendung von festem Brennstoff ohne eine wesentliche Verschlechterung der WÅarmebilanz der
Sinterung 10 % der gesamten Wärmezufuhr nicht überschreiten
Die Verwendung von festem Brennstoff hat den Nachteil einer vom Optimum entfernten
Reduzierbarkeit des produzierten Sinters, weil durch die Verbrennung des Brennstoffs der Sinter teilweise auf eine Temperatur erhitzt wird, die wesentlich höher liegt, als der Schmelzpunkt des
Erzes, was zu einer Verschlechterung der Porositat des Gemisches fuhrt.
Darüber hinaus ist mit der Verwendung von Kohle als festem Brennstoff ein hoher Ausstoss von gasförmigen Schadstoffen wie S02 und NOx verbunden, die einerseits Korrosionsprobleme mit sich bringen und eine aufwendige und kostenintensive Gasreinigung erforderlich machen.
Die DE OS 34 02 837 A 1 offenbart ein Verfahren zum Sintern von Erz, weiches auf die Verwendung fester Brennstoffe ganz oder mindestens teilweise verzichtet. Im Falle des nur teilweisen Verzichts weist das Verfahren die oben erwähnten Nachteile bei Kohleverwendung (Verschlechterung der Porosität, Abgasproblematik) auf Bei ausschliesslicher Wärmezufuhr durch heisse Verbrennungsabgase müssen wiederum alle Schichten der Schüttung erhitzt werden, bis auch die unterste Schicht für die erforderliche Zeit der notwendigen Temperatur ausgesetzt war.
Eine Verringerung der Energieausnutzung und der Anlagenproduktivitat ist die Folge
Die Aufgabe der gegenständlichen Erfindung ist es, ein Verfahren zur thermischen Behandlung von metalioxidhaltigen Agglomeraten, insbesondere von eisenoxidhaitigen Agglomeraten, in mehreren aufeinanderfolgenden thermischen Behandlungszonen zu schaffen, wobei die Agglomerate kontinuierlich auf einen Wanderrost aufgegeben werden und dort eine Schüttung bilden, gegebenenfalls in einer Trockenzone die Agglomerate durch Hindurchleiten heisser Gase mit einer dafür ausreihenden Temperatur getrocknet, in einer Brennerzone die oberste Schicht der Schüttung durch Hindurchleiten heisser Verbrennungsgase mit einer dafür ausreichenden Temperatur aufgeheizt und gebrannt oder gesintert wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren soll sich gleichermassen zum Brennen von erzhaltigen Pellets, als auch zum Sintem von Erzen eignen.
Die Nachteile beider, im Stand der Technik bisher getrennten Verfahren sollen vermieden werden.
Insbesondere soll die Verwendung fester Brennstoffe vermieden werden, woraus eine geringere Umweltbelastung durch NO, und S02, bzw eine wesentlich einfacher durchzuführende Abgasreinigung resultiert Das erfindungsgemässe Verfahren soll bei einem gegenüber dem Stand der Technik verringerten Energieverbrauch gleichzeitig eine höhere Anlagenproduktivität aufweisen. Weiters soll gegenüber bekannten Verfahren, bei denen die Energiezufuhr mittels heisser Verbrennungsabgase erfolgt, die Haltbarkeit der Anlage durch eine verringerte thermische Belastung des Rostes erhöht werden. Darüber hinaus soll das erfindungsgemässe Verfahren sowohl hinsichtlich der Investitionskosten, als auch hinsichtlich der laufenden Betriebskosten in einfacher und kostensparender Weise durchzuführen sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass a) der Wärmeinhalt der gebrannten oder gesinterten Schicht der Schüttung durch
Hindurchleiten von unbrennbarem Gas auf die darunterliegende Schicht der Schüttung übertragen wird, b) dass ein brennbares Gasgemisch durch die Schüttung hindurchgeleitet wird, das sich am Übergang von gebrannter oder gesinterter zu nicht gebrannter oder nicht gesinterter Schicht selbst entzündet, und c) dass die Verfahrensschritte a) und b) durch Durchwandern je einer Transfer- und
Verbrennungszone solange wiederholt werden, bis die gesamte Schüttung gebrannt oder gesintert ist.
Die Agglomerate werden wie bei herkömmlichen Sinter- oder Pelletierverfahren hergestellt. Auf die Zugabe von festen Brennstoffen kann allerdings weitgehend verzichtet werden. Allenfalls bei der Herstellung von Grünpellets aus rein hämatitischen Eisenoxiden kann den Pellets ein Gm-Anteil bis etwa 1, 3 % beigemischt werden.
Die Agglomerate werden auf die Rostwagen einer Wanderrostbrennmaschine aufgebracht, wobei jedoch die Höhe der Schüttung grösser sein kann als bei herkömmlichen Anlagen. Die unterste Schicht der Schüttung besteht dabei üblicherweise aus fertig gebrannten oder gesinterten Agglomeraten, welche vor den zu brennenden oder zu sinternden Agglomeraten aufgegeben werden und dient als Schutz vor Überhitzung der Rostwagen. Die Stärke dieser Schicht beträgt üblicherweise bis etwa 10 cm.
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Für den Fall, dass mit dem erfindungsgemässen Verfahren Pellets gebrannt werden, wird die Schüttung in einem ersten Verfahrensschritt in einer Trockenzone durch Hindurchleiten heisser Gase mit einer dafür ausreichenden Temperatur getrocknet. Beim Brennen von Pellets ist dies erforderlich, damit diese im darauffolgenden Verfahrensschritt wegen der in ihnen enthaltenen Restfeuchte durch die rasche Erhitzung nicht zerplatzen.
Die zum Trocknen dienenden heissen Gase können entweder ein in einem der nachfolgenden Verfahrensschritte anfallendes Abgas oder ein von ausserhalb des erfindungsgemässen Verfahrens stammendes, also prozessfremdes Gas sein.
Zum Trocknen der Agglomerate kann jedes aus dem Stand der Technik bekannte Trocknungsverfahren verwendet werden, also beispielsweise einstufige oder zweistufige Trocknung und Abstrom- oder Aufstromtrocknung, sowie Kombinationen davon.
Im nächsten Prozessschritt wird die Schüttung unter eine mit Gasbrennern betriebene Brennerhaube einer Brennerzone geführt. Die oberste Schicht der Schüttung wird aufgeheizt und, abhängig von der Temperatur der Verbrennungsgase, gebrannt oder gesintert. Die Verbrennungsgase werden nach unten abgeleitet und trocknen und erwärmen dabei die unter der obersten Schicht liegenden Agglomerate.
Nachdem die oberste Schicht gebrannt oder gesintert ist, wird der Schüttung in einer Transferzone ein unbrennbares Gas, bevorzugterweise Luft oder ein mit Luft vermischtes Abgas angeboten, welches von oben nach unten durch die Schüttung geleitet wird. Dadurch wird die in der bereits gebrannten oder gesinterten Schicht enthaltene Warme in die darunterliegende, ungebrannte oder nicht gesinterte Agglomerate enthaltende Schicht, transferiert
Abgas im oben angeführten Sinn stellen dabei sowohl Gase dar, die beispielsweise beim erfindungsgemässen Verfahren aus einer Verbrennungszone oder einer Transferzone abgezogen werden, es konnen aber auch Rauchgase aus jeder beliebigen anderen Quelle - gegebenenfalls mit Luft vermischt - vorteilhaft als unbrennbares Gas verwendet werden
Das unbrennbare Gas wird nun solange durch die Schüttung hindurchgeleitet,
bis das Temperaturmaximum innerhalb der Schüttung im Bereich des Überganges von gebrannter oder gesinterter zu nicht gebrannter oder nicht gesinterter Schicht liegt. Die Temperatur in diesem Bereich muss jedenfalls noch ausreichen, um dort ein im nächsten Prozessschritt durchgeleitetes brennbares Gasgemisch zur Selbstentzündung zu bringen
Es kann in jedem Fall leicht empirisch ermittelt werden, wie lange bzw. wieviel unbrennbares Gas durch die Schüttung zu leiten ist, um die oben beschriebene Temperaturverteilung zu erreichen.
Wenn die oben beschriebene Temperaturverteilung in der Schüttung erreicht ist, wird der Schüttung im nächsten Prozessschritt in einer Verbrennungszone ein brennbares Gasgemisch angeboten, welches ebenfalls durch die Schüttung geleitet wird. Dieses brennbare Gasgemisch entzündet sich am Übergang von gebrannter oder gesinterter Schicht zur noch nicht gebrannten oder nicht gesinterten Schicht aufgrund der dort herrschenden Temperaturen. Als brennbare Gaskomponente kann das Gas-Luft-Gemisch Methan (CH4) und/oder Kohlenmonoxid (CO) und/oder Wasserstoff (H2), gegebenenfalls auch Anteile höherer Kohlenwasserstoffe als Methan, beispielsweise Ethan, Propan, Ethylen oder Acetylen, enthalten.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist allerdings nicht auf die Verwendung der oben angeführten brennbaren Gase beschränkt, sondern es können jegliche brennbaren Substanzen, die unter den Verfahrensbedingungen in gasförmigem Zustand vorliegen, verwendet werden.
Bezüglich der Herkunft der brennbaren Gaskomponenten kann Gas verschiedenster Quellen verwendet werden. Insbesondere sind zu nennen : Erdgas (hauptsächlich CH4), Gichtgas (ca. 28-
EMI4.1
2 % N2, 3 % höhere Kohlenwasserstoffe), Generatorgas (ca. 29 % CO, 55 % N2,11 % H2, 6 % CO2). Synthesegas (hauptsächlich CO und H2), sowie verschiedene andere Reduktionsgase, die beispielsweise in Gasreformern, oder in Einschmelzvergasern beim Erschmelzen von flüssigem Roheisen aus Eisenschwamm durch Vergasen von Kohle mit Sauerstoff gewonnen werden, oder als Koverterabgase oder nach der Direktreduktion von Metalloxiden als teilweise abreagiertes Reduktionsgas anfallen.
Ein solches beispielsweise nach dem COREX-Prozess anfallendes teilweise abreagiertes Reduktionsgas hat etwa folgende Zusammensetzung : ca. 45 % CO, 32 % CO2, 16 % H2, 2 % CH4, 3 % N2.
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Als die Verbrennung fördernde Komponente enthält das brennbare Gasgemisch ein sauerstoffhaltiges Gas, also beispielsweise Luft oder technischen Sauerstoff, wie er beispielsweise aus einer Luftzerlegungsanlage erhalten wird, oder ein Gemisch aus Sauerstoff und Luft
Gase, die durch die Schüttung geleitet werden, also brennbares Gasgemisch oder unbrennbares Gas, können entweder von oben durch die Schüttung gedrückt oder von unten durch die Schüttung gesaugt werden.
Vorteilhafterweise wird das brennbare Gasgemisch mit einer Geschwindigkeit durch die Schüttung geleitet, welche gleich gross oder grösser ist wie/als die Flammengeschwindigkeit des verwendeten brennbaren Gasgemisches. Dadurch kann ein Zurückschlagen der Flammenfront in die bereits gebrannte oder gesinterte Schicht verhindert werden. Ansonsten würde die bereits gebrannte oder gesinterte Schicht durch das darin verbrennende Gasgemisch wieder erhitzt werden und die Energieausnutzung des Verfahrens absinken.
Unter Flammengeschwindigkeit ist dabei die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Flammenfront eines brennenden Gasgemisch bei gegebenem Druck, gegebener Temperatur und gegebener Zusammensetzung zu verstehen
Vorteilhafterweise sind sowohl das Verhältnis von brennbarem Gas zu sauerstoffhaltigem Gas, als auch der Unterdruck und damit die Geschwindigkeit, mit der das brennbare Gasgemisch durch die Schüttung geleitet wird, regelbar Dadurch kann auf einfache Weise die Brennfrontbreite und damit sowohl die Dicke der vom verbrennenden Gasgemisch thermisch behandelten Schicht der Schüttung, als auch über die Verbrennungstemperatur die Art der thermischen Behandlung beeinflusst werden
Wenn auch die zweite Schicht der Schüttung durch das verbrennende Gasgemisch soweit erhitzt ist, dass alle Agglomerate dieser Schicht gebrannt oder gesintert sind,
wird in einer Transferzone unbrennbares Gasgemisch durch die Schüttung geleitet, so dass nun die soeben gebrannte oder gesinterte Schicht wieder abgekühlt wird und die darunterliegende Schicht auf Zundtemperatur fur das dann wieder nachfolgende brennbare Gasgemisch erhitzt wird
Die Prozessschritte Wärmetransfer und Verbrennung werden solange abwechselnd wiederholt, bis die Brennfront den zwischen der Schüttung und dem Rost liegenden Rostbelag erreicht hat und somit die gesamte Schüttung gebrannt oder gesintert ist.
Als Rostbelag dient eine vergleichsweise dünne Schicht, beispielsweise 10 cm, gebrannter oder gesinterter Agglomerate. Dieser Rostbelag hat die Funktion, den Rost vor Überhitzung zu schützen
Wenn nun auch die unterste Schicht der Schüttung gebrannt oder gesintert ist, wird in einem letzten Verfahrensschritt in einer Kuhlzone Luft oder mit Luft vermischtes Abgas durch die Schüttung hindurchgeleitet und dadurch die als letzte gebrannte oder gesinterte Schicht gekühlt. Alle darüberliegenden Schichten sind bereits in vorhergehenden Verfahrensschritten gekühlt worden Alternativ kann, wie bei herkömmlichen Sinteranlagen, die ganze Schüttung in einem an die Wanderrostanlage anschliessenden Aggregat gekühlt werden.
Mit der gegenständlichen Erfindung ist es unter Anwendung ein- und desselben Verfahrens erstmals möglich, auf einer gegebenen Anlage, je nach Wahl der Einsatzstoffe, sowohl Pellets zu brennen, als auch Sinter herzustellen Auch Mischformen, wie Pelletsinter, bei dem die Einsatzstoffe zuerst pelletiert bzw granuliert und dann gesintert werden, sind mit dem erfindungsgemässen Verfahren auf besonders vorteilhafte Weise herstellbar. Darüber hinaus weist das erfindungsgemässe Verfahren sowohl gegenüber herkömmlichen Pelletbrennverfahren, als auch Sinterverfahren entscheidende Vorteile auf.
Beim erfindungsgemässen Verfahren wird nicht mehr die gesamte Schüttung erhitzt, sondem nur mehr die aktuell gerade zu brennende bzw. zu sinterde Schicht. Dies hat gegenüber bekannten Pelletbrennverfahren bereits beträchtliche Energieeinsparungen zur Folge. Es kann aber auch die Gesamthöhe der Schüttung gesteigert werden, da die Dicke der unnötigerweise erhitzten Schüttung kein limitierende Faktor mehr ist. Die Produktivität einer Pelletbrenn- oder Sintermaschine kann dadurch wesentlich gesteigert werden.
Gegenüber bekannten Sinterverfahren hat das erfindungsgemässe Verfahren neben den bereits angeführten Vorteilen der Energieersparnis und der Produktivitätserhöhung auch den Vorteil, dass auf feste Brennstoffe weitgehend verzichtet werden kann Die beim Verbrennen fester Brennstoffe wie Koks, Anthrazit oder Graphit entstehenden schädlichen Gase, insbesondere NO., und S02 sind wesentlich reduziert. Auch der Ausstoss an unverbrannten Bestandteilen (CO, Kohlenwasserstoffe)
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ist stark verringert.
Letztlich wird auch weniger des Treibhausgases COz produziert, weil insgesamt weniger Energie aufgewendet werden muss.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung von metalloxidhaltigen Agglomeraten, insbesondere von eisenoxidhaitigen Agglomeraten. Diese Vorrichtung enthält einen Wanderrost, eine Chargiervorrichtung, mittels welcher die Agglomerate auf den Wanderrost als Schüttung aufgegeben werden, sowie unter dem Wanderrost angeordnete Windkästen. Gegebenenfalls enthält die erfindungsgemasse Vorrichtung eine von zumindest einer Gashaube gebildete Trockenzone. Auf jeden Fall enthält die erfindungsgemässe Vorrichtung eine mit Brennern betreibbare Brennerhaube, welche in einem der Trockenzone nachgeordneten Teilabschnitt des Wanderrostes eine Brennerzone bildet.
Die Chargiervorrichtung kann je nach Art der zu behandelnden Agglomerate als Aufgabetrichter mit einer Aufgabewalze und einer Schurre, oder als Forderband mit einer anschliessenden Rutsche oder als Rollenrost oder als mehrere hintereinander angeordnete Förderbänder ausgefuhrt sein.
Fig 1 und 2 zeigen schematisch zwei Ausführungsvarianten der erfindungsgemassen Vorrichtung mit jeweils unterschiedlichen Gasleitungsanordnungen.
In jedem Fall enthalt die erfindungsgemässe Vorrichtung über dem Wanderrost 1 angeordnet eine von einer mit Brennern betriebenen Brennhaube gebildete Brennerzone 3, welcher über Zuleitungen 4, 5 sauerstoffhältiges Gas und ein brennbares Gas zugeführt werden, mehrere in Rostlaufrichtung an die Brennerzone 3 anschliessende Gashauben, wobei der ersten und jeder zweiten weiteren Gashaube, welche die Transferzonen 6 bilden, über Zuleitungen 7 ein unbrennbares Gas zugeführt wird und wobei der zweiten und jeder zweiten weiteren Gashaube, welche die Verbrennungszonen 8 bilden, über Zuleitungen 23 ein brennbares Gasgemisch zugeführt wird, unter dem Wanderrost 1 angeordnete Windkasten 9, sowie Regeleinrichtungen 10 zur Steuerung des Gas- bzw.
Luftmengenstroms in jeder der Zuleitungen 4, 5, 7 Die Zu- und Ableitungen sind mit Fördereinrichtungen 11, beispielsweise Gebläsen versehen, wo dies erforderlich ist. Ober dem Wanderrost 1 ist - in Rostlaufrichtung einer Trockenzone 19 vorgeordnet - eine Chargiervorrichtung 18 angeordnet, mittels welcher die Agglomerate auf den Wanderrost 1 aufgegeben werden.
Das über die Zuleitungen 23 den Verbrennungszonen 8 zugeführte brennbare Gasgemisch wird in Gasmischvorrichtungen 22 aus über Zuleitungen 4 herangeführtem sauerstoffhältigem Gas und über Zuleitungen 5 herangeführtem brennbarem Gas hergestellt.
Die Gasmischvorrichtungen 22 sind in an sich bekannter Weise beispielsweise als statischer Mischer ausgeführt. Ein solcher statischer Mischer weist keine beweglichen Teile auf und gewährleistet mit seiner grossen inneren Oberfläche eine sichere homogene Durchmischung der jeweiligen Gase.
Der Brennerzone 3 ist in Rostlaufrichtung eine von einer Gashaube gebildete Trockenzone 19 vorgeschaltet, in weicher die Schüttung der Agglomerate erforderlichenfalls vor der weiteren thermischen Behandlung getrocknet wird. Der Trockenzone werden über eine Gasleitung 20 heisse Gase zugeführt, welche über Gasleitungen 21 abgezogen werden. Die Trockenzone 19 kann in bekannter Weise ein-oder zweistufig ausgeführt sein. Die heissen Gase können in ebenfalls bekannter Weise entweder von oben nach unten (Abstromtrocknung) oder von unten nach oben (Aufstromtrocknung) durch die Schüttung geführt werden. Die heissen Gase können dazu entweder aus einer der anderen Zonen in die Trockenzone zurückgeführt werden oder prozessfremdes Gas sein.
Gemäss einer vorteilhaften Ausgestaltung (Fig. 1) weist die Vorrichtung eine gemeinsame Ableitung 12 für alle Abgase aus allen Zonen auf. Die gesammelten Abgase werden in bekannter Weise einer Gasentstaubungseinrichtung 13 zugeführt. Gemäss dieser Ausgestaltung zweigt von der Ableitung 12 eine Leitung 14 ab, welche in die Gaszuleitungen 7 zu den Transferzonen 6 mündet. In die Gaszuleitungen 7 zu den Transferzonen münden Leitungen 15 durch welche Luft dem rückgeführten Abgas beigemischt wird.
Diese Ausgestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung zeichnet sich durch besondere Einfachheit aus. So ist für die gesamte Vorrichtung nur eine einzige Gasentstaubungseinrichtung 13 erforderlich, die, da lediglich Staub wegen der nachfolgenden Gebläse zu entfernen ist,
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vergleichsweise gering dimensioniert gehalten werden kann Ein Teil der rückgeführten Abgase aus allen Zonen wird in den Transferzonen 6 zur Warmeübertragung verwendet
Gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung (Fig 2) weist die erfindungsgemässe Vorrichtung eine gemeinsame Ableitung 16 für in den Transferzonen 6 durch die Schüttung geleitete Luft, sowie eine gemeinsame Ableitung 17 für in der Brennerzone 3 und den Verbrennungszonen 8 gebildete und durch die Schüttung 2 geleitete Abgase auf.
Die Ableitung für Luft 16, welche gegebenenfalls eine Gasentstaubungseinrichtung 13 enthalt, bildet vorteilhafterweise die in ihrem weiteren Verlauf in die Brennerzone 3, sowie in die Verbrennungszonen 8 mündenden Luftzuleitungen 4 Auf diese Weise wird der gesamte Luftbedarf entsprechend gering gehalten. Die Ableitung 17 enthält ebenfalls eine Gasentstaubungseinrichtung 13.
Der gesamten Vorrichtung ist in bekannter Weise eine Gasreinigungsvorrichtung (nicht dargestellt) nachgeschaltet. Diese kann aber wegen der geringeren Mengen an gebildeten umweltbelastenden Gasen einfacher gehalten werden als bei bekannten Pelletbrenn- oder Sintermaschinen.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die in Fig 1 und Fig 2 dargestellten Ausführungsbeispiele, sondern umfasst auch alle dem Fachmann bekannten Mittel, die zur Ausführung der Erfindung herangezogen werden können
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur thermischen Behandlung von metalloxidhaltigen Agglomeraten, insbesondere von eisenoxidhaltigen Agglomeraten, in mehreren aufeinanderfolgenden thermischen Behandlungszonen, wobei die Agglomerate kontinuierlich auf einen
Wanderrost aufgegeben werden und dort eine Schüttung bilden, gegebenenfalls in einer
Trockenzone die Agglomerate durch Hindurchleiten heisser Gase mit einer dafür ausreichendene Temperatur getrocknet, in einer Brennerzone die oberste Schicht der
Schüttung durch Hindurchleiten heisser Verbrennungsgase mit einer dafür ausreichenden
Temperatur aufgeheizt und gebrannt oder gesintert wird, dadurch gekennzeichnet,
dass a) in zumindest einer Transferzone der Warmeinhalt der gebrannten oder gesinterten
Schicht der Schüttung durch Hindurchleiten von unbrennbarem Gas auf die darunterliegende Schicht der Schüttung übertragen wird, b) dass in zumindest einer, der Transferzone in Bewegungsrichtung des Wanderrostes nachfolgenden Verbrennungszone ein brennbares Gasgemisch durch die Schüttung hindurchgeleitet wird, das sich am Übergang von gebrannter oder gesinterter zu nicht gebrannter oder nicht gesinterter Schicht selbst entzündet, und c) dass die Verfahrensschritte a) und b) durch Durchwandern je einer Transfer- und
Verbrennungszone solange wiederholt werden, bis die gesamte Schüttung gebrannt oder gesintert ist.