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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Einschmelzvergasers, in dem eisenhaltige Einsatzstoffe, wie teil- und/oder fertigreduzierter Eisenschwamm, unter Zugabe von fe ten Kohlenstoffträgern und Zufuhr eines sauerstoffhaltigen Gases - über eine Vielzahl von über en Umfang des Einschmelzvergaser verteilten Sauerstoffdüsen, jedoch über zumindest 20 Sauer offdüsen - in einem aus den festen Kohlenstoffträgern gebildeten Festbett gegebenenfalls fertigr du- ziert und unter gleichzeitiger Bildung eines CO- und H2-hältigen Reduktionsgases zu flüssigem Roheisen oder Stahlvormaterial erschmolzen werden, wobei das sauerstoffhältige Gas über Gasleitungen zu den Sauerstoffdüsen geführt wird, von wo aus das sauerstoffhältige Gas in das Festbett eingeblasen wird.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Einschmelzvergaser zur Durc üh- rung des erfindungsgemässen Verfahrens.
Die Zufuhr des sauerstoffhältigen Gases erfolgt bei Einschmelzvergasern der obengenan ten Art über eine Zuleitung zu einer den Einschmelzvergaser umgebenden Ringleitung. Von di ser Ringleitung aus wird das sauerstoffhältige Gas über Zuleitungen zu den am Umfang des Einschmelzvergasers angebrachten Sauerstoffdüsen verteilt und in den Einschmelzvergaser bzw. das dann aus den festen Kohlenstoffträgern gebildete Festbett eingeblasen.
Während des Betriebes des Einschmelzvergasers treten Permeabilitätsschwankungen des Festbettes auf, welche einen über den Umfang gleichmässig zu erfolgenden Gas- und damit Energteeintrag erschweren bzw. verhindern Es kommt dabei zu ungleichmässigen Gasflussaufteilur gen an den einzelnen Sauerstoffdüsen, mit entsprechenden nachteiligen Auswirkungen auf den Einschmelzvergasungsprozess.
Da in einem Einschmelzvergaser aus festen Kohlenstoffträgern durch Vergasung mittels sauerstoffhältigem Gas ein Reduktionsgas und damit auch die für das Aufschmelzen des Eisensch ammes erforderliche Energie gewonnen wird, ist mit der Zufuhr des sauerstoffhältigen Gases tets auch eine Energiezufuhr verbunden. Unter "Energiezufuhr" oder "Energieeintrag" wird hier als die Zufuhr bzw. das Einblasen des sauerstoffhältigen Gases in den Einschmelzvergaser verstanden
Wenn die oben angeführten Permeabilitätsschwankungen so stark werden, dass es zu ku fris- tigen Unterbrechungen des Gasflusses durch einzelne Düsen kommt, kann flüssige Schlacke und/oder flüssiges Roheisen in die vor den Sauerstoffdüsen angeordneten Bohrungskanäle bzw. bis zu den Sauerstoffdüsen selbst eindringen und dadurch den Gasfluss blockieren und die Sa uerstoffdüsen beschadigen.
Solche Betriebsstörungen erfordern oft ein Abschalten des Einschmeizvergasers, um eingeschlackte bzw beschädigte Düsen zu reparieren.
In der DE 37 42 156 C1 ist ein Verfahren zum Betrieb eines Einschmelzvergasers offen art, bei welchem bei einem Ausfall oder einem Absenken der Sauerstoffzufuhr das Verstopfen bzw. Beschädigen der Düsen dadurch verhindert wird, dass eine etwaige noch vorhandene Sauerst u- fuhr unterbunden und statt dessen ein inertes Gas über die Sauerstoffdüsen in den Einschmelzvergaser eingeblasen wird.
Dieses Verfahren ist zwar dazu geeignet, bei einer ohnehin auftretenden Betriebsstörung die weiteren negativen Folgen, also die Beschädigung der Sauerstoffdüsen, zu verringern, aller ings ist es nicht moglich, während des "ordnungsgemässen" Betriebes aufgrund von Permeabilitäts- schwankungen auftretende Verschlackungen und Beschädigungen zu verhindern.
Die Erfindung stellt es sich daher zur Aufgabe, ein Verfahren zum Betreiben eines Einsch elz- vergasers, sowie einen entsprechenden Einschmelzvergaser zu schaffen, bei welchen die wah end des Betriebes auftretenden Verschlackungen und Beschädigungen von Sauerstoffdüsen verhindert werden. Das Verfahren soll dadurch insgesamt weniger Betriebsstillstände erfordern und amit eine höhere Produktion ermöglichen und kostensparend sein.
Die gestellte Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs geschilderten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Zufuhr des sauerstoffhältigen Gases zu den Sauerstoffdüsen in iner Anzahl der Gasleitungen, jedoch in mindestens 20 Gasleitungen, geregelt wird, um in der Anzahl von Gasleitungen, bzw. den damit korrespondierenden Sauerstoffdüsen, einen vorgegebenen Volumen- bzw. Massenstrom des sauerstoffhältigen Gases einzustellen.
Mittels des erfindungsgemässen Verfahrens ist es erstmals möglich, jeden einzelnen Fluss des sauerstoffhältigen Gases zu den Sauerstoffdüsen individuell zu regeln und in gezielter Weis auf die Gasverteilung im Einschmelzvergaser einzuwirken.
Bisher wird der in der Zuleitung herrschende Druck von etwa 8 bar vor der Ringleitung mittels eines Flussregelorgans auf einen Ringleitungsdruck von etwa 5 bar gedrosselt, welcher Druck
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dann auch in den Gasleitungen zu den Sauerstoffdüsen und an den Sauerstoffdüsen selbst anliegt. Der Betriebsdruck des Einschmelzvergasers beträgt etwa 4 bar, so dass der Druckabfall an der Düse lediglich etwa 1 bar beträgt.
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren ist es nun nicht mehr nötig, den Druck vor der Ringleitung zu reduzieren, so dass der hohe Versorgungsdruck von 8 bar nun auch in der Ringleitung herrscht, welcher dann erst unmittelbar vor jeder Sauerstoffdüse auf 5 bar gedrosselt wird. Der Druckabfall an den Düsen beträgt weiterhin etwa 1 bar.
Diese Darstellungen gelten zunächst nur bei gleichmässig durchgasbarem Festbett. Solange keine Permeabilitätsschwankungen des Festbettes auftreten, erfolgt die Zufuhr von sauerstoffhältigem Gas gleichmässig über den Umfang des Einschmelzvergasers verteilt.
Wenn nun die beschriebenen Durchgasungsstörungen auftreten, so ist es mit dem erfindungsgemässen Verfahren möglich, diesen entgegenzuwirken, indem der Druck - je nach gewünschter Durchflussmenge - in der jeweiligen Gasleitung stärker oder weniger stark reduziert wird, beispielsweise von 8 auf 5 oder auf nur 6 bar. Während eine Variation des Druckes bei bisherigen Verfahren stets alle Sauerstoffdüsen betrifft und es durch Permeabilitätsschwankungen des Festbettes in Umfangrichtung des Einschmelzvergasers zu einer ungleichmässigen Aufteilung des Gesamtsauerstoffes - und damit des Energieeintrages auf die einzelnen Sauerstoffdüsen - kommt, kann durch die erfindungsgemässe Lösung erstmals lokal Einfluss auf den Sauerstoffeintrag genommen und durch die individuelle Flussregelung eine gleichmässige Aufteilung gesichert werden.
Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens erfolgt also die Regelung der Zufuhr des sauerstoffhältigen Gases zu jeder der Sauerstoffdüsen in Abhängigkeit von den im Einschmelzvergaser vorherrschenden Druckverhältnissen, wobei diese Druckverhältnisse - bezogen auf die Sauerstoffdüsen - von der jeweiligen Durchgasbarkeit des Festbettes, bzw. Schwankungen davon, bestimmt werden. Bevorzugterweise erfolgt diese Regelung in der Weise, dass die Zufuhr des sauerstoffhältigen Gases zu den von den jeweiligen Schwankungen betroffenen Sauerstoffdüsen wieder auf einen vorgegebenen Volumen- bzw. Massenstrom eingestellt wird.
Ein Regelungseingriff erfolgt zweckmässigerweise nur für die von den jeweiligen Permeabilitätsschwankungen betroffenen Düsen.
Insbesondere wird dabei so vorgegangen, dass eine für den Gasfluss repräsentative Kenngrösse, insbesondere der Volumenstrom und gegebenenfalls der Druck, in einer Anzahl der Gasleitungen gemessen wird. Bei einer Abweichung von einem vorgegebenen Sollwert wird, wie oben beschrieben, der Druck in der jeweiligen Gasleitung entsprechend geregelt und damit der gewünschte Gasfluss wieder eingestellt.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist auch geeignet, bei Abstichproblemen einen ordnungsgemässen Abstich von flüssigem Roheisen und flüssiger Schlacke sicherzustellen.
Dazu wird bei einem am Einschmelzvergaser vorgenommenen Abstich die Zufuhr von sauerstoffhältigem Gas zu den im Bereich der Abstichöffnung bzw über der Abstichöffnung befindlichen Sauerstoffdüsen gedrosselt, um eine ausreichende Stichlänge zu gewährleisten.
Alternativ dazu, bzw. abhängig von der jeweiligen Störung beim Abstich, wird die Zufuhr des sauerstoffhältigen Gases zu den im Bereich der Abstichöffnung bzw. über der Abstichöffnung befindlichen Sauerstoffdüsen erhöht, um eine zu grosse Stichlänge zu reduzieren.
Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich auch dazu, beim Abstellen des Einschmelzvergasers den Bettverlust während des Abstiches nach dem Stoppen der Chargierung zu minimieren. Dazu wird zunächst die Zufuhr von sauerstoffhältigem Gas zu - von der Abstichöffnung weit entfernten - Sauerstoffdüsen gedrosselt bzw. eingestellt.
Bei der Sauerstoffzuführung nach dem Stand der Technik treten bei planmässigen Abschaltungen des Einschmelzvergasers immer wieder Verstopfungen und Beschädigungen von Sauerstoffdüsen durch eindringendes flüssiges Roheisen bzw. flüssige Schlacke auf.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren werden auch solche Störungen zuverlässig vermieden, indem beim Abstellen des Einschmelzvergasers die Zufuhr von sauerstoffhältigem Gas zu einzelnen Sauerstoffdüsen schrittweise und/oder kontinuierlich gedrosselt wird. Den beim Abstellen des Einschmelzvergasers häufiger als sonst auftretenden Permeabilitätsschwankungen des Festbettes wird durch das weiterhin angewandte erfindungsgemässe Verfahren zuverlässig entgegengewirkt.
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Gegenstand der Erfindung ist auch ein Einschmelzvergaser mit Chargiervorrichtungen für feste Kohlenstoffträger, wie stückige Kohle, und eisenhaltige Einsatzstoffe, wie teil- und/oder fertigr duziertem Eisenschwamm, mit einer Einschmelzvergasungszone, welche ein von den festen Kohlenstoffträgern und den eisenhaltigen Einsatzstoffen gebildetes Festbett enthält, mit einem unteren Abschnitt zur Aufnahme von flüssigem Roheisen bzw.
Stahlvormaterial und flüssiger Schlacke, mit einem Abstich für flüssige Schlacke und flüssiges Roheisen, mit einer Vielzahl von Sauersto dü- sen jedoch mindestens 20 Sauerstoffdüsen, welche im Mantel des Einschmelzvergasers ange rdnet sind, mit einer Ringleitung, welche den Mantel des Einschmelzvergasers ringförmig umgibt nd aus welcher über Gasleitungen sauerstoffhältiges Gas den Sauerstoffdüsen zuführbar ist, mit einer Zuleitung für sauerstoffhältiges Gas, welche in die Ringleitung mündet.
Ein solcher Einschmelzvergaser ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass in einer Anzahl von Gasleitungen, jedoch in mindestens 20 Gasleitungen jeweils eine Regeleinrichtung zum Regeln des Volumenstroms des sauerstoffhältigen Gases angeordnet ist.
Diese erfindungsgemässe Anordnung der Regeleinrichtungen ist hervorragend dafür geeignet, die erfindungsgemäss gestellte Aufgabe zu lösen, es ergeben sich aber noch weitere Vorteile.
Nach dem Stand der Technik erfolgt die Regelung der Sauerstoffzufuhr über eine einzige Regelarmatur in der Zuleitung zur Ringleitung. Zur Bewältigung der grossen Gasmengen und -drücke muss diese Armatur entsprechend ausgelegt sein und ist nur als Spezialanfertigung erhal ich.
Weiters ist die bei der Druckreduktion von 8 auf 5 bar auftretende Lärmentwicklung so gravierend, dass die Gesundheit von Anlagenpersonal beeinträchtigt werden kann.
Es hat sich gezeigt, dass bei Verwendung von kleineren, serienmässig erhältlichen Rege inrichtungen - trotz ihrer Vielzahl (etwa 20 bis 30) - insgesamt vergleichbare Kosten anfallen und vor allem die Lärmbelästigung deutlich reduziert ist
Besonders vorteilhaft ist es, wenn, wie gemäss einer bevorzugten Ausführungsform, in jeder der Gasleitungen eine Regeleinrichtung zum Regeln des Volumenstroms des sauerstoffhältigen Gases angeordnet ist.
Um es zu ermöglichen, dass während des Betriebes bei einzelnen Düsen von Sauerstoff auf Stickstoff umgeschaltet werden kann, mündet zweckmässigerweise bei einer Anzahl von Gasle un- gen eine Stickstoffzuleitung vor oder nach der Regeleinrichtung in die Gasleitung.
Damit können beim Abstellen oder Anfahren des Einschmelzvergasers einzelne Düsen sequentiell und mit unterschiedlichen Sauerstoff- bzw. Stickstoffmengen zu- oder abgeschaltet erden. Dadurch kann ein Anlagenstart bei hohem Systemdruck, kleinen Sauerstoffmengen und t otz- dem mit von Beginn an ausreichend hohen Sauerstoffaustrittsgeschwindigkeiten erfolgen.
Es ist weiters von Vorteil, wenn bei einer Anzahl von Gasleitungen die Regeleinrichtung der Sauerstoffdüse in Gasflussrichtung unmittelbar vorgeordnet ist
Daraus resultiert - im Fall des Eindringens von Flüssigphase in den Düsenkanal - eine be on- ders rasche, auf die betroffene Düse beschränkte Nachführung des Sauerstoffstromes und ein besonders rascher Gasdruckaufbau. Dieser Druckaufbau drängt die Flüssigphase zurück und verhindert oder minimiert damit den Schaden.
Gemäss einer bevorzugten Ausgestaltungsform des erfindungsgemässen Einschmelzverga ers sind in einer Anzahl von Gasleitungen Messeinrichtungen zum Erfassen des Druckes und/oder des Volumenstroms des sauerstoffhältigen Gases und zum Liefern entsprechender Ist-Signale an ine Steuereinnchtung angeordnet, wobei der Steuereinrichtung Sollwerte für Druck und/oder Volu en- strom in den Gasleitungen zuführbar sind und wobei durch die Steuereinrichtung die Regeleinrich- tungen in Abhängigkeit von einem Soll/Istwertvergleich jeweils unabhängig voneinander steuerbar sind.
Nachfolgend wird der erfindungsgemässe Einschmelzvergaser anhand der in der Zeich ung Fig. 1 dargestellten Ausführungsform näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen senkrechten Schnitt durch einen Einschmelzvergaser 1, dem von eben mittels Chargiervorrichtungen 2,3 feste Kohlenstoffträger 4 und eisenhaltige Einsatzstoffe 5 aufge- geben werden Die Kohlenstoffträger 4 werden bevorzugterweise von stückiger Kohle und/oder Koks und/oder Kohlebriketts gebildet, die eisenhaltigen Einsatzstoffe bevorzugterweise von teilund/oder fertigreduziertem, stückigem und/oder feinteilchenförmigem Eisenschwamm.
Über dem Einschmelzvergaser 1 ist üblicherweise ein Reduktionsaggregat, beispielsweise ein Direktreduktionsschacht, angeordnet, in welchem eisenoxidhältiges Material mittels dem im Ein-
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schmelzvergaser 1 erzeugten Reduktionsgas zu dem teil- und/oder fertigreduzierten Eisenschwamm reduziert wird. Dieser Eisenschwamm wird aus dem Reduktionsschacht gefördert und dem Einschmelzvergaser 1 aufgegeben.
In der Einschmelzvergasungszone 6 des Einschmelzvergasers 1 bildet sich ein von den festen Kohlenstoffträgern 4 gebildetes Festbett 7 aus. In dieses Festbett 7 wird über Sauerstoffdüsen 8 ein sauerstoffhältiges Gas, bevorzugterweise technischer Sauerstoff, wie er beispielsweise aus einer Luftzerlegungsanlage erhalten wird, eingeblasen. Dabei werden unter gleichzeitiger Bildung eines Reduktionsgases die eisenhaltigen Einsatzstoffe 5 zu flüssigem Roheisen 9 und flüssiger Schlacke 10 aufgeschmolzen. Das gebildete Reduktionsgas wird über eine Reduktionsgas-Ableitung 11aus dem Einschmelzvergaser abgezogen.
Flüssiges Roheisen 9 und flüssige Schlacke sammeln sich in einem unteren Abschnitt 12 des Einschmelzvergasers 1 und werden über einen Abstich 13 abgestochen.
Sauerstoffhältiges Gas wird zunächst über eine Zuleitung 14 einer den Einschmelzvergaser 1 kreisringförmig umgebenden Ringleitung 15 zugeführt. Von der Ringleitung 15 aus werden über Gasleitungen 16 die Sauerstoffdüsen 8 angespeist.
Die Sauerstoffdüsen 8 sind dabei im äusseren Bereich des Mantels 17 des Einschmelzvergasers 1 angeordnet und über einen Bohrungskanal mit dem Inneren des Einschmelzvergasers 1 verbunden.
Insgesamt sind etwa 20 bis 30 Sauerstoffdüsen 8 im Umfang des Einschmelzvergasers 1 angeordnet, sind jeweils etwa gleichmässig voneinander beabstandet und im wesentlichen auf der selben Höhe angeordnet, so dass das sauerstoffhältige Gas schräg nach unten in den unteren Bereich des Festbettes 7 eingeblasen wird.
In jeder der Gasleitungen 16 ist eine Messeinrichtung 18 zum Messen von Druck und/oder Volumenstrom des sauerstoffhältigen Gases vorgesehen. Entsprechende Messsignale werden an eine Steuereinrichtung 19 geliefert, welcher zumindest ein Sollwert 20 für den Volumenstrom zuführbar ist.
Bei einem Einschmelzvergaser mit einer Produktion von beispielsweise 100 t Roheisen/h, einem Verbrauch von 100 t Kohle/h, 26 Sauerstoffdüsen und einem an den Sauerstoffdüsen anliegenden Vordruck von 5 bar beträgt der Volumenstrom-Sollwert durch jede der Gasleitungen 16 beispielsweise etwa 1600 Nm3/h.
Jeweils vor der Messeinrichtung 18 ist in jeder der Gasleitungen 16 eine Regeleinrichtung 21 angeordnet, beispielsweise ein Ventil oder eine verstellbare Klappe.
Bei einer Abweichung des gemessenen Volumenstroms vom vorgegebenen Sollwert wird von der Steuereinrichtung 19 mittels der Regeleinrichtung 21 der gewünschte Volumenstrom wieder eingestellt.
Mittels der in der Zeichnung strichliert dargestellten Armatur 22 wird nach dem Stand der Technik die Zufuhr von sauerstoffhältigem Gas geregelt.
Zum Umschalten von Sauerstoff- auf Stickstoffeinblasen ist bei einer der Gasleitungen 16 der Regeleinrichtung 21 eine Stickstoffzuleitung 23 unmittelbar nachgeordnet.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern umfasst auch alle dem Fachmann bekannten Mittel, die zur Ausführung der Erfindung herangezogen werden können.
Beispielsweise können in einige oder alle Gasleitungen 16 Stickstoffzuleitungen 23 vor oder nach der Regeleinrichtung 21 münden.
Nachfolgend sind noch weitere Auswirkungen und Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens, sowie des erfindungsgemässen Einschmelzvergasers aufgeführt, sofern diese nicht bereits vorstehend beschrieben wurden.
# Korrektur von Permeabilitätsabweichungen:
Durch die lokale Anpassung der Sauerstoffmenge wird die in diesem Bereich bei der Vergasung der Kohlenstoffträger generierte Gasmenge verändert. Durch die daraus resultierende Änderung der Gasgeschwindigkeiten in der Schüttung können Permeabilitätsstorungen wie Gaskanäle, fluidisierte Zonen, etc. korrigiert und beseitigt werden.
Darüber hinaus erfolgt parallel dazu eine individuelle Anpassung der Eindringtiefe. Bei gleichbleibendem Systemdruck kann somit die Eindringtiefe des Sauerstoffstrahles in das Bett und damit die Energiedichte und Gasverteilung im unmittelbaren Düsenbereich entsprechend der aufgetrete-
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nen Permeabilitätsstörungen lokal angepasst werden.
# Energieeintrag - Lokale Anpassung des Energieeintrages
Durch inhomogene Chargierung, wie z. B. Anpassung der Austragsleistung der Eisenschwammschnecken an die Schachtbedingungen, Ausfall einer Eisenschwammschnecke, En mi- schungserscheinungen, etc , kommt es zu lokal unterschiedlichem Energiebedarf im Einschm Iz- vergaser. Mit der individuellen Regelung der Sauerstoffmenge zu den Düsen können Energi bedarf und Energieeintrag lokal aufeinander abgestimmt werden.
- Korrektur unterschiedlicher Düsengeometrien
Es kann sinnvoll sein, in verschiedenen Bereichen des Einschmelzvergasers langfristig lo ale Abweichungen des Energieeintrages einzustellen. Zur Aufrechterhaltung der optimalen Sauers offaustrittsgeschwindigkeit werden in diesem Fall Düsen mit angepasstem Sauerstoffkanaldu ch-
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um durch den geringeren Energieeintrag den Aufbau einer stabilen, grossen Abstichlänge zu ermöglichen. Bei Betriebsstörungen kann es erforderlich werden, den verringerten Energieein rag anzupassen. Mit der individuellen Sauerstoffmengenregelung kann dies ohne Düsenwechsel und damit verbundenem Stillstand jederzeit reversibel durchgeführt werden.
' Ansatzbildung oberhalb des Düsengürtels
Im Bereich der Schmelzphasen oberhalb des Düsengürtels kommt es durch das Vergaserkühlsystem zu Ansatzbildung. Diese Ansätze sind zum Schutz von Mauerwerk und Kühlsystem einerseits erwünscht, andererseits kann es bei zu starker Ansatzbildung zu Prozessstörungen kom en Durch lokale Anpassung des Energieeintrages (Menge, Eindringtiefe) kann die Lage des Temp raturprofils gezielt beeinflusst werden. Störende Ansätze können einerseits abgeschmolzen, schützende Schichten andererseits gezielt aufgebaut werden.
# Herdbelastung
Die Kampagnenlaufzeit wird wesentlich von der Haltbarkeit des Mauerwerks im Herd bestimmt.
Hohe Standzeiten lassen sich nur durch "Selflining" erzielen. Fortgeschrittener Verschleiss und erlust des Selflinings werden mit Thermoelementen und im Stichbereich durch Rückgang der Sichlänge nachgewiesen. Ähnlich wie bei der Ansatzkontrolle oberhalb der Düsen können in kritis en Bereichen schützende Schichten durch lokale Anpassung des Energieeintrages aufgebaut bzw. erhalten werden. Andererseits können durch lokal erhöhten Energieeintrag inaktive Bereiche des Herdes wieder aktiviert werden. So kann z. B. bei kaltem Herd der für die Abfuhr der Flüssigphase besonders wichtige Brustbereich direkt über dem Abstich verstärkt genutzt werden.
# Abstichprobleme - Aufbau/Abbau der Stichlänge
Im Stichbereich tritt durch die Flüssigkeitsströmung verstärkter Verschleiss des Mauerwerks auf, der in der Regel durch das Einpressen von Stichlochmasse kompensiert wird. Kommt es trotzdem zur Verkürzung der Stichlänge kann durch Reduzierung des Energieeintrages über die BrustdCsen die Herdbelastung lokal reduziert und der Aufbau einer ausreichenden Stichlänge begünstigt erden. Zu grosse Stichlängen, die den Austntt der Flüssigphase erschweren, können durch Erhöhung des Energieeintrages im Stichbereich reduziert werden.
- Reduktion des Gasdruckes im Stichbereich
Durch zu starken Gasaustritt im Stichbereich kommt es zu Störungen des gleichmässigen, kontrollierten und ruhigen Flüssigkeitsaustrittes sowie zu kritischen Feuerfestschäden. In Extreme lien kann der Anlagenbetrieb nicht mehr aufrecht erhalten werden. Gasverbindungen bauen sich b orzugt im Bereich der Brustformen zum Abstich auf Durch gezielte Zurücknahme der Sauerstoffmenge zu den betroffenen Düsen kann der Gasdruck am Abstich verringert werden # Düsenschaden
Ein häufiger Grund für Düsenschäden ist das Eindringen von Flüssigphase in den Sauer offkanal. Dazu muss der Flüssigkeitsdruck vor den Düsen den austretenden Sauerstoffstrahl zu indest kurzzeitig zurückdrängen können.
- Aufrechterhaltung des Eintrittsimpulses bei Permeabilitätsstörungen
Durch Permeabilitätsstörungen des Bettes oder hohen Flüssigkeitsdruck vor den Düsen ird die Sauerstoffmenge der betroffenen Düsen und damit der Eintrittsimpuls reduziert. Diese Düsen werden anfälliger für den Eintritt von Flüssigkeitsphasen in den Sauerstoffkanal. Bei der indivic uel-
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len Regelung wird die Sauerstoffmenge pro Düse unabhängig vom Zustand vor den Düsen nachgeführt, der Eintrittsimpuls bleibt dadurch weitgehend unverändert.
- Kontrolle der Sauerstoffmenge bei Aufweitung des Sauerstoffkanals
Wird die Flüssigphase nach Eindringen in die Düse vom Sauerstoffstrahl wieder zurückgedrängt, weist der Sauerstoffkanal meist unerwünscht grössere Abmessungen auf. Bei der gemeinsamen Regelung steigt dadurch die Sauerstoffmenge über die geschädigte Düse an. Bei der individuellen Regelung kann die Menge unabhängig vom Schadensbild an die Prozesserfordernisse angepasst werden.
# Drainage Flüssigphase
Bei zu geringem Lückengrad des Bettes kann es im Bereich oberhalb der Sauerstoffdüsen zu unerwünschter Ansammlung von Flüssigphase kommen. Diese Flüssigphase kann durch lokale, zeitlich begrenzte, ev. zyklische Rücknahme der Sauerstoffmenge und damit Rücknahme der, dem Abfliessen der Flüssigphase entgegenwirkenden Gasmenge, leichter in den Herd unterhalb der Düsen abgeleitet werden.
Ist die Drainage unterhalb der Düsen örtlich unzureichend gewährleistet, können durch Reduzierung der Sauerstoffmenge die Belastung dieses Bereiches mit Flüssigphase reduziert und damit Düsenschäden und Betriebsstörungen verhindert werden.
# Betthänger
Bei Gas-/Schüttungsgegenstromreaktoren sind Materialflussstörungen (#Hänger") beim Überschreiten von kritischen Parametern (Gasgeschwindigkeit, Kornspektrum, etc. ) bekannt. Es ist vorstellbar, dass derartige Hänger im Bett oberhalb der Düsen auftreten, die zu erheblichen Inhomogenitäten in der Durchgasung, zu ungleichmässigem Absinken des Bettes und damit instabilem Prozess führen. Durch lokale, zeitlich begrenzte, ev. zyklische Rücknahme der Sauerstoffmenge kann die erzeugte Gasmenge soweit reduziert werden, dass die Hängererscheinung in einem Frühstadium beseitigt und grössere Prozessstörungen vermieden werden können.
# Wasser-/Dampfeindüsung
Eine Möglichkeit der Einstellung des Temperaturprofiles vor den Düsen ist die Wasser-/Dampfeindüsung. Die Wasser-/Dampfmenge kann je nach Prozessbedingungen gleichmässig oder individuell auf einzelne Düsen aufgeteilt werden. Entsprechend kann bei der individuellen Sauerstoffmengenregelung der Energieeintrag auf die Wasser-/Dampfeindüserate abgestimmt werden.
PATENTANSPRÜCHE:
1. Verfahren zum Betreiben eines Einschmelzvergasers, in dem eisenhältige Einsatzstoffe, wie teil- und/oder fertig reduzierter Eisenschwamm, unter Zugabe von festen Kohlenstoff- trägern und Zufuhr eines sauerstoffhältigen Gases - über eine Vielzahl von über den
Umfang des Einschmelzvergaser verteilten Sauerstoffdüsen, jedoch über zumindest 20
Sauerstoffdüsen - in einem aus den festen Kohlenstorfträgern gebildeten Festbett gegebe- nenfalls fertigreduziert und unter gleichzeitiger Bildung eines CO- und H2-hältigen Reduk- tionsgases zu flüssigem Roheisen oder Stahlvormaterial erschmolzen werden, wobei das sauerstoffhältige Gas über Gasleitungen zu den Sauerstoffdüsen geführt wird, von wo aus das sauerstoffhältige Gas in das Festbett eingeblasen wird, dadurch gekennzeichnet,
dass die Zufuhr des sauerstoffhältigen Gases zu den Sauerstoffdüsen in einer Anzahl der
Gasleitungen, jedoch in mindestens 20 Gasleitungen, individuell geregelt wird, um in der
Anzahl von Gasleitungen, bzw. den damit korrespondierenden Sauerstoffdüsen, einen vorgegebenen Volumen- bzw. Massenstrom des sauerstoffhältigen Gases einzustellen.