AT5028U1 - Vorrichtung zur erzeugung von reduziertem metallerz, insbesondere feinkörnigem eisenschwamm - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von reduziertem Metallerz, insbesondere feinkörnigem Eisenschwamm, mit mindestens zwei hintereinander in Serie geschaltenen und von einem Reduktionsgas durchströmten Wirbelschichtreaktoren 2, 10 zur Erzeugung des reduzierten Metallerzes, und mit einem Feststoffzyklon 4, mit welchem das Reduktionsgas bei dem Übergang von einem Wirbelschichtreaktor 2 in den nächsten wirbelschichtreaktor 10 von staubförmigen Partikeln reinigbar ist, wobei zur Reinigung des Reduktionsgases von staubförmigen Partikeln stromab des Feststoffzyklons 4 ein Hochleistungsfeststoffabscheider 7 vorgesehen ist.

Description

AT 005 028 Ul

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von reduziertem Metallerz, insbesondere feinkörnigem Eisenschwamm, mit mindestens zwei, hintereinander in Serie geschaltenen und von einem Reduktionsgas durchströmten Wirbelschichtreaktoren zur Erzeugung des reduzierten Metallerzes und mit einem Feststoffzyklon, mit welchem das Reduktionsgas bei dem Übergang von einem Wirbelschichtreaktor in den nächsten Wirbelschichtreaktor von staubförmigen Partikeln reinigbar ist.

Bei Wirbelschichtprozessen dieser Art wird trotz Reinigung mit einem Feststoffzyklon letztlich ein staubbeladenens reduzierendes Gas in einen oder mehrere Wirbelschichtreaktoren eingeleitet. Dabei ist das Problem der Anbackungen an den Gasverteilerböden der Wirbelschichtreaktoren bekannt. US4082545A1 lehrt in diesem Zusammenhang den Betrieb von Gaswäschern, um auf diese Weise das reduzierende Gas von feinen Verunreinigungen zu befreien, die durch einen herkömmlichen Feststoff-Zyklon nicht abgetrennt werden können. In der praktischen Umsetzung dieser Lehre treten dennoch beträchtliche Anbackungen an den Gasverteilerböden auf.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 weiter zu entwickeln, welche durch einen einfachen, störungsfreien, und besonders wirtschaftlichen Betrieb gekennzeichnet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend der Vorrichtung nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst.

Dadurch, dass das Reduktionsgas nach Einleitung und Umsetzung in einer ersten Wirbelschicht, noch bevor es in eine weitere Wirbelschicht eingeleitet wird, einer mehrstufigen, insbesondere zweistufigen, Reinigung unterzogen wird, wird auch der feine Rückstand, der durch einen Feststoffzyklon, bekannter Bauart, nicht entfernt werden kann, abgeschieden. Durch diese Maßnahme werden Anbackungen am Gasverteilerboden in effektiver Weise vermindert.

Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Reduktionsgas bei der mehrstufigen, insbesondere zweistufigen, Reinigung in einer ersten Stufe in einem ersten Zyklonabscheider von grobkörnigen Feststoffen befreit, und in einer weiteren Stufe in einem, dem ersten Zyklonabscheider nachgeordnet betriebenen, Hochleistungsfeststoffabscheider von feinkörnigen Feststoffen befreit. 2 AT 005 028 Ul

Als Hochleistungsfeststoffabscheider sind dabei • eine Anzahl von Hochleistungszyklonen und/oder • eine Anzahl von Keramikfiltem und/oder • eine Anzahl von Multizyklongruppen verwendbar.

Die, insbesondere in der zweiten Stufe abgeschiedenen, Feststoffe sind nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung einer geeigneten Wiederverwertung, beispielsweise einer Einschmelzzone, zuführbar. Üblicherweise kann das in dem Feststoffzyklon abgeschiedene Material direkt ohne spezielle Chargiersysteme in jenen Wirbelschichtreaktor, aus dem der Feststoff ausgetragen wurde, zurückgeführt werden. Wegen des höheren Druckverlustes eines Hochleistungsfeststoffabscheiders können nach weiteren Ausführungsformen der erfmdungsgemäßen Vorrichtung spezielle Chargiersystem zur Rückführung des in dem Hochleistungsfeststoffabscheiders abgeschiedenen Feststoffes in den Wirbelschichtreaktor erforderlich sein.

Werden durch einen dem Fachmann bekannten Feststoffzyklon Partikel bis zu einer minimalen Größe von 10 pm abgetrennt, können mit einem Hochleistungsfeststoffabscheider Partikel bis zu einer minimalen Größe von 2 μιη abgeschieden werden.

Nachfolgend wird die erfindungsgemäße Vorrichtung schematisch anhand von einer nicht einschränkenden Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des ersten Verfahrensschrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens

Nach Fig. 1 wird ein reduzierendes Gas 1, beispielsweise ein entsprechend vorentstaubtes Reduktionsgas, wie es in einem Einschmelzvergaser erzeugt wird, in eine erste Wirbelschicht 2 eingeleitet. Nach der zumindest teilweisen Umsetzung des Reduktionsgases in der Wirbelschicht wird das Gas als erstes Exportgas 3 abgezogen und einem ersten Feststoff-Zyklon 4 zugeführt. Dieser Feststoff-Zyklon 4 entfernt den Grobanteil 5 der im Gas enthaltenen Feststoffe, wonach das solcherart vorgereinigte Gas 6 einem Hochleistungsfeststoffabscheider 7 zugeführt wird, der einen weiteren, entsprechend feineren, Feststoffanteil 8 aus dem Gas entfernt. Das auf diese 3 AT 005 028 Ul

Weise gereinigte Gas 9 wird nun der zweiten Wirbelschicht 10 über einen Gasverteilungsboden 11 zugeführt.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Staub aus dem Feststoffzyklon 4 zumindest teilweise in die Wirbelschicht 2 rückgeführt. Der Staub aus dem Hochleistungsfeststoffabscheider 7 wird nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ebenfalls zumindest teilweise wiederverwertet. Dabei kann die Rückführung des Staubes aus dem Feststoffzyklon 4 und/oder aus dem Hochleistungsfeststoffabscheider in die Wirbelschicht über ein Chargiersystem, insbesondere einen Injektor oder eine Zellradschleuse erfolgen.

Der Hochleistungsfeststoffabscheider kann nach einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung einen oder mehrere Hochleistungszyklone aufweisen, die auf hohe Abscheideleistung optimiert sind, und beispielsweise zur Grenzschichtabsaugung oder zur Gasabsaugung am Gasauslass des Feststoffzyklons bestimmt sind.

Der Feststoffzyklon 4 kann als externer Zyklon oder innerhalb des Wirbelbettreaktors als interner Zyklon ausgeführt werden. 4

Claims (5)

1. AT 005 028 Ul Ansprüche: 1. Vorrichtung zur Erzeugung von reduziertem Metallerz, insbesondere feinkörnigem Eisenschwamm, mit mindestens zwei hintereinander in Serie geschaltenen und von einem Reduktionsgas durchströmten Wirbelschichtreaktoren (2,10) zur Erzeugung des reduzierten Metallerzes und mit einem Feststoffzyklon (4), mit welchem das Reduktionsgas bei dem Übergang von einem Wirbelschichtreaktor (2) in den nächsten Wirbelschichtreaktor (10) von staubförmigen Partikeln reinigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Reinigung des Reduktionsgases von staubförmigen Partikeln stromab des Feststoffzyklons (4) ein Hochleistungsfeststoffabscheider (7) vorgesehen ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest an einem der Wirbelschichtreaktoren eine Anzahl an Mitteln zur zumindest teilweisen Rückführung der abgeschiedenen Stäube in den jeweiligen Wirbelschichtreaktor vorgesehen ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hochleistungszyklon als Hochleistungsfeststoffabscheider vorgesehen ist.
4. 4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Keramikfilter als, gegebenenfalls weiterer, Hochleistungsfeststoffabscheider vorgesehen ist.
5. 5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Multizyklongruppe als, gegebenenfalls weiterer, Hochleistungsfeststoffabscheider vorgesehen ist. 5