AT508291B1

AT508291B1 - METHOD AND DEVICE FOR REDUCING OXIDIC ICE CARRIER WITH REDUCTION GAS FROM A CARBURETOR

Info

Publication number: AT508291B1
Application number: AT0083209A
Authority: AT
Inventors: Christian Dipl Ing Boehm; Hado Dr Ing Heckmann; Robert Dipl Ing Millner; Johann Dipl Ing Wurm
Original assignee: Siemens Vai Metals Tech Gmbh
Priority date: 2009-05-28
Filing date: 2009-05-28
Publication date: 2011-07-15
Also published as: AT508291A1; WO2010136378A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reduktion oxidischer Eisenträger mit Reduktionsgas aus einem Kohlevergaser (1), bei dem oxidische Eisenträger in zumindest einer Reduktionszone von einem Reduktionsgas reduziert werden, wobei ein durch Kohlevergasung hergestelltes Rohgas einer Trockenentstaubung (4) und einer Trocken-Gasentschwefelung (5) unterzogen wird, und das dabei erhalten entschwefelte Produkt als Reduktionsgas zur Reduktion der oxidischen Eisenträger in einer ersten Reduktionszone (6) eingesetzt wird.The present invention relates to a method and apparatus for the reduction of oxidic iron carrier with reducing gas from a coal gasifier (1), are reduced in the oxidic iron carrier in at least one reduction zone of a reducing gas, wherein a raw gas produced by coal gasification of dry dedusting (4) and a dry Gas Desulfurization (5) is subjected, and thereby obtained desulfurized product is used as a reducing gas to reduce the oxidic iron carrier in a first reduction zone (6).

Description

österreichisches Patentamt AT 508 291 B1 2011-07-15Austrian Patent Office AT 508 291 B1 2011-07-15

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reduktion oxidischer Eisenträger mit Reduktionsgas aus einem Kohlevergaser, bei dem oxidische Eisenträger in zumindest einer Reduktionszone von einem Reduktionsgas reduziert werden, wobei ein durch Kohlevergasung hergestelltes Rohgas einer Trockenentstaubung und einer Trocken-Gasentschwefelung unterzogen wird, und das dabei erhalten entschwefelte Produkt als Reduktionsgas zur Reduktion der oxidischen Eisenträger in einer ersten Reduktionszone eingesetzt wird.Description: The present invention relates to a method and a device for reducing oxidic iron carriers with reducing gas from a coal gasifier, in which oxidic iron carriers are reduced in at least one reduction zone by a reducing gas, wherein a raw gas produced by coal gasification of a dry dedusting and a dry gas desulfurization is subjected to, and thereby obtained desulfurized product is used as a reducing gas for the reduction of the oxidic iron carrier in a first reduction zone.

[0002] Etablierte Direktreduktionsverfahren zur Reduktion von oxidischen Eisenträgern wie beispielsweise MIDREX®, HYL® oder FINMET® nutzen beispielsweise Erdgas, Koksofengas, oder Gase aus der Raffination von Erdöl als Reduktionsmittel und Energieträger. Diese Ressourcen sind jedoch nur begrenzt lokal verfügbar beziehungsweise kostengünstig. Herstellung von Reduktionsgas durch Kohlevergasung ist beispielsweise in DE3600432A1 vorgeschlagen, wo durch Kohlevergasung bereitgestelltes Reduktionsgas genutzt wird. Dabei wird Kohle in einem Wirbelschichtreaktor vergast und ein Teil des dabei nach einer Entstaubung in einem Zyklon, Kühlung und Schwefelwäsche entstehenden sogenannten Synthesegases nach C02-Entfernung in den Reduktionsgaskreislauf eines Reduktionsreaktors für Eisenschwamm eingespeist. Aufgrund der Kühlung und Schwefelwäsche nach DE3600432A1 hat das in den Reduktionsgaskreislauf eingespeiste Gas eine Temperatur, die bei Nutzung dieses Gases als alleinige Quelle für Reduktionsgas eine Energie konsumierende und gegebenenfalls den Oxidationsgrad des Gases erhöhende Zufuhr von Wärme notwendig machen würde.Established direct reduction process for the reduction of oxidic iron carriers such as MIDREX®, HYL® or FINMET® use for example natural gas, coke oven gas, or gases from the refining of crude oil as a reducing agent and energy sources. However, these resources are limited locally available or inexpensive. Production of reducing gas by coal gasification is proposed, for example, in DE3600432A1, where reducing gas provided by coal gasification is used. In this case, coal is gasified in a fluidized bed reactor and fed to a portion of the resulting after dedusting in a cyclone, cooling and sulfur scrubbing so-called synthesis gas after CO 2 removal in the reduction gas cycle of a reduction reactor for sponge iron. Due to the cooling and sulfur scrubbing according to DE3600432A1, the gas fed into the reducing gas cycle has a temperature which, when this gas is used as the sole source of reducing gas, would necessitate an energy-consuming and optionally increasing the degree of oxidation of the gas.

[0003] US4260412 und US3853538 zeigen Verfahren, bei denen in einer Kohlevergasung hergestelltes Reduktionsgas nach einer Entstaubung in einem Zyklon und einer Trocken-Gasentschwefelung zur Eisenerzreduktion verwendet wird. In US4260412 erfolgt die Trocken-Entschwefelung im Kohlevergaser, während sie in US3853538 in einer separaten Vorrichtung durchgeführt wird.US4260412 and US3853538 show methods in which reducing gas produced in a coal gasification after dedusting in a cyclone and dry gas desulphurisation is used for iron ore reduction. In US4260412 dry desulfurization is carried out in the coal gasifier, while in US3853538 it is carried out in a separate apparatus.

[0004] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die eine Reduktion von oxidischen Eisenträgern mit einem aus einem Kohlevergaser gewonnenen Reduktionsgas ermöglichen, ohne dass eine Energie konsumierende oder den Oxidationsgrad vermindernde Behandlung des im Kohlevergaser hergestellten Rohgases notwendig ist, um dem Reduktionsgas einen für die Reduktionsreaktionen notwendigen Wärmeinhalt zu vermitteln.The object of the present invention is to provide a method and an apparatus that allow a reduction of oxidic iron carriers with a reduction gas obtained from a coal gasifier, without an energy consuming or reducing the degree of oxidation treatment of the raw gas produced in the coal gasifier is necessary to impart a heat content necessary for the reduction reactions to the reducing gas.

[0005] Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Reduktion von oxidischen Eisenträgern, bei dem oxidische Eisenträger in zumindest einer Reduktionszone von einem Reduktionsgas reduziert werden, wobei ein durch Kohlevergasung hergestelltes Rohgas einer Trockenentstaubung und einer Gasentschwefelung unterzogen wird, und das dabei erhaltene entschwefelte Produkt als erstes Reduktionsgas zur Reduktion der oxidischen Eisenträger in einer ersten Reduktionszone eingesetzt wird, wobei die Gasentschwefelung eine Trocken-Gasentschwefelung ist, und wobei zumindest ein Teil des aus der ersten Reduktionszone austretenden ersten Reduktionsabgases nach Entstaubung einer C02-Entfernung unterzogen wird und das dabei erhaltene C02-befreite Produkt zumindest zum Teil als Zuschlagsgas dem Rohgas oder, gegebenenfalls nach einer Erhitzung, dem ersten Reduktionsgas zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Portion oxidischer Eisenträger in die erste Reduktionszone eingebracht und dort reduziert wird, und das dabei erzeugte erste Reduktionsprodukt aus der ersten Reduktionszone entnommen wird, und eine zweite Portion oxidischer Eisenträger in eine zweite Reduktionszone eingebracht und dort reduziert wird, und das dabei erzeugte zweite Reduktionsprodukt aus der zweiten Reduktionszone entnommen wird, wobei zumindest ein Teil des aus der ersten Reduktionszone austretenden ersten Reduktionsabgases nach einer Entstaubung einer C02-Entfernung unterzogen wird und das dabei erhaltene C02-befreite Produkt, gegebenenfalls nach einer Erhitzung, der zweiten Reduktionszone als zweites Reduktionsgas zugeführt wird. 1/19 österreichisches Patentamt AT 508 291 B1 2011-07-15 [0006] Da die Entfernung störender Staub- und Schwefelfracht aus dem Rohgas trocken erfolgt, wird der Wärmeinhalt dabei nicht wesentlich vermindert. Daher ist keine Energie konsumierende oder den Oxidationsgrad des Gases erhöhende Zufuhr von Wärme notwendig.This object is achieved by a method for the reduction of oxidic iron carriers, are reduced in the oxidic iron carrier in at least one reduction zone of a reducing gas, wherein a crude gas produced by coal gasification of a dry dedusting and gas desulfurization is subjected, and thereby obtained desulfurized product is used as a first reducing gas for reducing the oxidic iron carrier in a first reduction zone, wherein the gas desulfurization is a dry gas desulfurization, and wherein at least a portion of the emerging from the first reduction zone first reduction exhaust gas after dedusting a C02 removal is subjected and the resulting CO 2 -free product at least partially as an additive gas to the raw gas or, optionally after heating, the first reducing gas is supplied, characterized in that a first portion of oxidic iron carrier introduced into the first reduction zone and is reduced there, and the resulting first reduction product is removed from the first reduction zone, and a second portion of oxidic iron carrier is introduced into a second reduction zone and reduced there, and the resulting second reduction product is removed from the second reduction zone, wherein at least a portion the first reduction exhaust gas leaving the first reduction zone is subjected to CO 2 removal after dedusting, and the resulting CO 2 -released product, optionally after heating, is fed to the second reduction zone as the second reduction gas. 1/19 Austrian Patent Office AT 508 291 B1 2011-07-15 [0006] Since the removal of troublesome dust and sulfur from the raw gas is dry, the heat content is not significantly reduced. Therefore, no energy consuming or increasing the degree of oxidation of the gas supply of heat is necessary.

[0007] Die oxidischen Eisenträger können beispielsweise Eisenerz, Eisenerz-Konzentrate, eisenhältige Hüttenreststoffe und/oder Agglomerate eisenhältiger Stoffe sein.The oxidic iron carriers can be, for example, iron ore, iron ore concentrates, iron-containing metallurgical residues and / or agglomerates of iron-containing substances.

[0008] Unter Kohlevergasung ist ein Prozess zu verstehen, bei dem aus unter anderem aus Kohle unter Sauerstoffzufuhr und gegebenenfalls Zufuhr von Wasserdampf und/oder Kohlendioxid C02, Kohlenmonoxid CO und Wasserstoff H2 gewonnen wird. Die Kohlevergasung findet in der Kohlevergasungszone (CG) eines Kohlevergasers statt. Bei der Kohlevergasungszone kann es sich um einen Festbett-, einen Wirbelschicht- oder einen Flugstromreaktor handeln. Neben Kohle können auch andere kohlenstoffhaltige Materialien unterschiedlicher Herkunft, beispielsweise brennbare Stoffe wie Holz, Stroh, Papier/Pappe, andere Produkte pflanzlichen Ursprungs wie Bagasse, Palmschalen, Resin, Kunststoffabfälle, feste oder flüssige Rückstände der Erdölraffination oder der Kohlevergasung oder der Koksherstellung, sowie Koks/Halbkoks eingesetzt werden. Die Korngröße eingesetzter Feststoffe schwankt je nach Reaktortyp zwischen grobstückig (ca. 5-50 mm) und staubförmig (kleiner 50 pm). Bei Wirbelschicht-Reaktoren ist eine Korngröße von 0,05 - 5 mm bevorzugt. Als Vergasungsmittel wird vorzugsweise Sauerstoff aus einer Luftzerlegungsanlage verwendet. Luft ist wegen des hohen N2-Gehaltes weniger bevorzugt. Als Zusatzvergasungsmittel kommen beispielsweise Wasserdampf oder C02-hältiges Gas in Betracht. Insbesondere diese genannten Vergasungsmittel werden bevorzugt vorerhitzt zugeführt. Sie können auch aus dem Reduktionsprozess selbst anhand von Abwärme und Abgasen hergeleitet werden.Under coal gasification is a process to be understood in which, among other things, from coal with oxygen supply and optionally supply of water vapor and / or carbon dioxide C02, carbon monoxide CO and hydrogen H2 is obtained. Coal gasification takes place in the coal gasification zone (CG) of a coal gasifier. The coal gasification zone may be a fixed bed, a fluidized bed or an air flow reactor. In addition to coal, other carbonaceous materials of various origins, such as combustible materials such as wood, straw, paper / cardboard, other products of plant origin such as bagasse, palm peel, resin, plastic waste, solid or liquid residues of petroleum refining or coal gasification or coke production, and coke / Halbkoks be used. Depending on the type of reactor, the particle size of the solids used varies between coarse (about 5-50 mm) and dusty (less than 50 μm). For fluidized bed reactors, a particle size of 0.05-5 mm is preferred. The gasification agent used is preferably oxygen from an air separation plant. Air is less preferred because of the high N2 content. Suitable additional gasification agents are, for example, steam or CO 2 -containing gas. In particular, these mentioned gasification agents are preferably supplied preheated. They can also be derived from the reduction process itself based on waste heat and exhaust gases.

[0009] Insbesondere eignen sich C02-reiche Abgase wie N2-arme Rauchgase, PSA-Tailgas und/oder Abgase aus Reduktionszonen als Zusatzvergasungsmittel zum Sauerstoff. Dampf als Zusatzvergasungsmittel kann insbesondere bei der Rückgewinnung der in den Abgasen aus den Reduktionszonen enthaltenen fühlbaren Wärme erzeugt werden. Die Vergasungsreaktionen von C mit H20 und C02 sind endotherm. Ein gewisses Quantum dieser Vergasungsmittel zusätzlich zum Sauerstoff ist üblich, um die Temperatur des Kohlevergasungsprozesses optimal einzustellen. Um jedoch möglichst viel dieser Gase als Zusatzvergasungsmittel verwenden zu können, sollten sie dann weitestgehend vorerhitzt sein. Die Vorerhitzung kann durch Wärmeübertragung anhand einer Verbrennung von bei Durchführung des Reduktionsprozesses anfallendem Gas erfolgen. Wird diese Verbrennung mit Luft durchgeführt, so ergibt sich für den Gesamtprozess eine Einsparung an Sauerstoff aus der Luftzerlegungsanlage. Die Verwendung von Dampf als Zusatzvergasungsmittel hat unabhängig davon den Vorteil, den H2-Gehalt im Reduktionsgas zu erhöhen. Dies ist einerseits günstig, um den CO-Zerfall im Reduktionsgas und damit auch eine gegebenenfalls unerwünschte Auskohlung des Reduktionsproduktes einzudämmen. Andererseits ist die Reduktion von oxidischen Eisenträgern über H2 kinetisch gegenüber der mit CO begünstigt, sodass zum Erreichen hoher Metallisierungsgrade ein bestimmter H2-Anteil im Reduktionsgas notwendig ist.In particular, C02-rich exhaust gases such as low-N2 smoke gases, PSA tail gas and / or exhaust gases from reduction zones are suitable as additional gasification agent to oxygen. Steam as an additional gasification agent can be generated in particular in the recovery of the sensible heat contained in the exhaust gases from the reduction zones. The gasification reactions of C with H20 and C02 are endothermic. A certain amount of these gasification agents in addition to oxygen is common to optimally adjust the temperature of the coal gasification process. However, in order to use as much of these gases as additional gasification, they should then be largely preheated. The preheating can be carried out by heat transfer based on a combustion of occurring in carrying out the reduction process gas. If this combustion is carried out with air, the result for the entire process is a saving of oxygen from the air separation plant. The use of steam as an additional gasification agent has the advantage, independently, of increasing the H2 content in the reducing gas. On the one hand, this is favorable in order to curb the CO decomposition in the reducing gas and thus also an optionally undesirable carburization of the reduction product. On the other hand, the reduction of oxidic iron carriers via H2 is kinetically favored over that with CO, so that a certain proportion of H2 in the reducing gas is necessary to achieve high levels of metallization.

[0010] Produkte des Vergasungsprozesses sind Rohgas und Asche (fest) oder Schlacke (schmelzflüssig).Products of the gasification process are raw gas and ash (solid) or slag (molten).

[0011] Die Kohlevergasungszone kann, um einen Austrag organischer Rückstände mit dem Rohgas zu verhindern, mit einer Nacherhitzung des Rohgases in Form einer Teilverbrennung oder einer indirekten Wärmezufuhr ausgestattet sein. Sofern der Austrag der nicht vergasbaren Stoffe aus der Kohlevergasungszone in Form von Asche erfolgt, kann eine Nachvergasungszone vorgesehen werden, um Kohlenstoffverluste mit der Asche zu vermeiden.The coal gasification zone, to prevent a discharge of organic residues with the raw gas, be equipped with a reheating of the raw gas in the form of partial combustion or indirect heat. If the discharge of the non-gasifiable substances from the coal gasification zone takes place in the form of ash, a post-gasification zone can be provided in order to avoid carbon losses with the ash.

[0012] Die Kohlevergasungszone kann ferner mit einem Eintrag für Entschwefelungsmittel ausgestattet sein. Bevorzugtes Entschwefelungsmittel ist in diesem Falle Kalk, Branntkalk, Kalkhydrat, Kalkstein, Dolomit, Magnesiumoxid, Vanadiumoxid, Zinkoxid, Manganoxid, Zinkferrit oder Zinktitanat. Sofern der Austrag der nicht vergasbaren Stoffe aus der Kohlevergasungszone in Form von Schlacke erfolgt, kann ein Eintrag von Mitteln zur Absenkung der Schlackenbildungstemperatur vorgesehen werden. Vorzugsweise ist die Kohlevergasungszone mit einer 2/19 österreichisches Patentamt AT 508 291 B1 2011-07-15The coal gasification zone may also be equipped with an entry for desulphurising agent. Preferred desulfurizing agent in this case is lime, quicklime, hydrated lime, limestone, dolomite, magnesium oxide, vanadium oxide, zinc oxide, manganese oxide, zinc ferrite or zinc titanate. If the discharge of the non-gasifiable substances from the coal gasification zone takes place in the form of slag, an introduction of means for lowering the slagging temperature can be provided. Preferably, the coal gasification zone with a 2/19 Austrian Patent Office AT 508 291 B1 2011-07-15

Einrichtung zur Trockenentstaubung des Rohgases so verbunden, dass eine Einbringung des in der Trockenentstaubung abgeschiedenen Staubes in die Kohlevergasungszone erfolgen kann, vorzugsweise mit Hilfe eines Trägergases durch Eindüsung, wobei parallel ein Vergasungsmittel mit eingedüst werden kann. Alternativ kann die Vergasung vergasbarer Anteile des in der Trockenentstaubung abgeschiedenen Staubes in einer separaten Vergasungseinrichtung erfolgen.Device for dry dedusting of the raw gas so connected that an introduction of the deposited in the dry dedusting dust can be made in the coal gasification zone, preferably by means of a carrier gas by injection, wherein a gasification agent can be injected in parallel. Alternatively, the gasification of gasifiable fractions of the dust separated off in the dry dedusting can take place in a separate gasification device.

[0013] Eine Vorrichtung zur Trockenentstaubung ist in der Regel zweistufig ausgeführt. Die erste Stufe besteht dann aus einem Heißgaszyklon oder mehreren Heißgaszyklonen, die parallel und/oder in Serie geschaltet sein können. Die zweite Stufe besteht dann aus einem Heißgasfilter oder mehreren Heißgasfiltern, die parallel und/oder in Serie geschaltet sein können. Jede Stufe besitzt eine Einrichtung zur Ausschleusung von Staub und/oder zur Rückführung von Staub in die Kohlevergasungszone.A device for dry dedusting is usually carried out in two stages. The first stage then consists of a hot gas cyclone or multiple hot gas cyclones, which may be connected in parallel and / or in series. The second stage then consists of a hot gas filter or multiple hot gas filters, which may be connected in parallel and / or in series. Each stage has a device for removing dust and / or returning dust to the coal gasification zone.

[0014] Eine Vorrichtung zur Trocken-Gasentschwefelung wird vorzugsweise mit einem regenerierbaren Entschwefelungsmittel betrieben. In diesem Falle umfasst sie eine Beladungs- und eine Regenerationszone. Da das Entschwefelungsmittel mit der Zeit deaktiviert werden kann oder verstaubt, sind Einrichtungen zum Austrag des Entschwefelungsmittels und zum Eintrag frischen Entschwefelungsmittels implementiert. Als Entschwefelungsmittel werden vorzugsweise Branntkalk, Kalkhydrat, Kalkstein, Magnesiumoxid, Vanadiumoxid, Zinkoxid, Manganoxid, Zinkferrit oder Zinktitanat verwendet.A device for dry gas desulfurization is preferably operated with a regenerable desulfurizing agent. In this case, it includes a loading and a regeneration zone. Since the desulfurizing agent can be deactivated or dusted over time, means for discharging the desulfurizing agent and introducing fresh desulfurizing agent are implemented. As desulfurizing agents, burnt lime, hydrated lime, limestone, magnesia, vanadium oxide, zinc oxide, manganese oxide, zinc ferrite or zinc titanate are preferably used.

[0015] Der in der Regenerationszone in Form seiner gasförmigen Verbindungen freigesetzte Schwefel oder der in einem nicht regenerierten Entschwefelungsmittel enthaltene Schwefel wird nach dem Stand der Technik zu markt- oder deponierfähigen Produkten weiterverarbeitet.The sulfur released in the regeneration zone in the form of its gaseous compounds or the sulfur contained in a non-regenerated desulfurizing agent is further processed according to the prior art to marketable or landfillable products.

[0016] Um eine Verstaubung des Entschwefelungsmittels zu vermeiden, wird die Vorrichtung zur Trocken-Gasentschwefelung vorzugsweise einer Einrichtung zur Trockenenstaubung nachgeschaltet.In order to avoid dusting of the desulfurizing agent, the device for dry gas desulphurisation is preferably followed by a device for dry dusting.

[0017] Alternativ zu oder zusätzlich zu einer baulich separat ausgeführten Vorrichtung zur Trocken-Gasentschwefelung kann eine Trocken-Gasentschwefelung durch Zusatz von Entschwefelungsmittel in den Kohlevergaser und/oder die Einrichtung zur Trockenentstaubung erfolgen. Das beladene Entschwefelungsmittel wird dann nicht regeneriert, sondern mit der Asche/Schlacke aus dem Kohlevergaser oder mit dem ausgeschleusten Staub aus der Entstaubungseinrichtung ausgetragen.Alternatively to or in addition to a structurally separate running device for dry gas desulfurization, a dry gas desulfurization by adding desulfurizing agent in the coal gasifier and / or the device for dry dedusting done. The loaded desulfurizing agent is then not regenerated, but discharged with the ash / slag from the coal gasifier or with the discharged dust from the dedusting.

[0018] In der Reduktionszone werden oxidische Eisenträger unter Zuhilfenahme eines Reduktionsmittels, insbesondere eines Reduktionsgases, unter Sauerstoffabbau zu einem Reduktionsprodukt, das heißt zu einem weitgehend metallisierten Vorprodukt für die Stahlherstellung oder aber zu einem teilreduzierten Zwischenprodukt für die Roheisenherstellung umgewandelt, wobei ebenfalls ein Abgas, genannt Reduktionsabgas, anfällt. Die Reduktionszone kann als Festbett oder Wirbelschicht ausgebildet sein. Optional kann auch ein Entschwefelungsmittel, insbesondere Branntkalk, Kalkhydrat oder Kalkstein in eine Reduktionszone eingebracht werden, um eine Übertragung des im Reduktionsgas enthaltenen Schwefels auf das Reduktionsprodukt zu verhindern.In the reduction zone oxidic iron carrier with the aid of a reducing agent, in particular a reducing gas, oxygen reduction to a reduction product, that is converted to a largely metallized precursor for steel production or to a partially reduced intermediate for the production of pig iron, wherein also an exhaust gas, called reduction exhaust gas, accumulates. The reduction zone may be formed as a fixed bed or fluidized bed. Optionally, a desulfurizing agent, in particular quicklime, hydrated lime or limestone can be introduced into a reduction zone in order to prevent a transfer of the sulfur contained in the reducing gas to the reduction product.

[0019] Da Rohgas aus der Kohlevergasungszone in der Regel einen zu hohen Oxidationsgrad aufweist, um in der ersten Reduktionszone ein weitgehend metallisiertes Produkt (DRI/HBI, direct reduced iron, hot briquetted iron) zu erzeugen, eignet sich das damit in der ersten Reduktionszone erhaltene Produkt insbesondere als Einsatzmaterial für eine weitere Reduktion und Aufschmelzung in einem Einschmelzvergaser oder Hochofen.Since crude gas from the coal gasification zone generally has too high a degree of oxidation in order to produce a largely metallised product (DRI / HBI, direct reduced iron, hot briquetting iron) in the first reduction zone, this is suitable in the first reduction zone product obtained in particular as a feedstock for further reduction and reflow in a melter gasifier or blast furnace.

[0020] Es wird zumindest ein Teil des aus der ersten Reduktionszone austretenden ersten Reduktionsabgases nach Entstaubung einer C02-Entfernung unterzogen und das dabei erhaltene C02-befreite Produkt zumindest zum Teil als Zuschlagsgas dem Rohgas oder, gegebenenfalls nach einer Erhitzung, dem ersten Reduktionsgas zugeführt.At least part of the first reduction exhaust gas leaving the first reduction zone is subjected to CO 2 removal after dedusting and the resulting CO 2 -released product is at least partly supplied as an additive gas to the raw gas or, optionally after heating, to the first reduction gas.

[0021] Das hat den Vorteil, dass in dem ersten Reduktionsabgas vorhandene reduzierend wirkende Komponenten für einen Reduktionsprozess genutzt werden können. Entsprechend 3/19 österreichisches Patentamt AT 508 291 B1 2011-07-15 muss weniger frisches Reduktionsgas erzeugt werden, was die Lösung einer bestimmten Reduktionsaufgabe unter Verbrauch von weniger Rohstoffen zur Reduktionsgaserzeugung ermöglicht, und eine kleinere Auslegung entsprechender Anlagenteile ermöglicht. Insgesamt wird das Verfahren zur Reduktion oxidischer Eisenträger dadurch wirtschaftlicher.This has the advantage that present in the first reduction exhaust reducing components acting for a reduction process can be used. According to the Austrian Patent Office AT 508 291 B1 2011-07-15 less fresh reducing gas has to be produced, which makes it possible to solve a specific reduction task while using fewer raw materials for reducing gas production, and enables a smaller design of corresponding plant components. Overall, the process for the reduction of oxidic iron carrier becomes more economical.

[0022] C02-Entfernung steht hier für Entfernung von Reduktionsabgaskomponenten wie C02, H20, H2S, N2 aus für die Reduktion vorgesehenen Gasen, wobei die Herabsetzung des C02-Anteils im Vordergrund steht. Verfahren nach dem Stand der Technik wie PSA/VPSA oder C02-Wäsche implizieren eine Verknüpfung mit einer vorgeschalteten Nassenstaubung. PSAA/PSA liefert ein C02-abgereichertes Produkt und eine C02reiches Tailgas. Hierbei geht H2S nahezu vollständig ins Tailgas über. N2 wird im Produkt nicht abgereichert.C02 removal here stands for the removal of reduction exhaust gas components such as CO 2, H 2 O, H 2 S, N 2 from gases intended for the reduction, whereby the reduction of the CO 2 content is in the foreground. Prior art processes such as PSA / VPSA or CO 2 scrubbing imply a link with upstream wet dusting. PSAA / PSA provides a CO 2 depleted product and CO 2 rich tail gas. Here, H2S goes almost completely into tail gas. N2 is not depleted in the product.

[0023] Bei erhöhten Temperaturen arbeitende Membrantrennverfahren zur C02-Entfernung und/oder N2-Entfernung sind ebenfalls anwendbar; zu ihrer Durchführung ist keine vorgeschaltete Nassentstaubung notwendig.[0023] Membrane separation processes operating at elevated temperatures for CO 2 removal and / or N 2 removal are also applicable; For their implementation no upstream wet dedusting is necessary.

[0024] Der Begriff C02-befreites Produkt umfasst nicht nur ein Produkt ohne C02-Gehalt, sondern auch Produkt mit einem geringeren C02-Gehalt als das der C02-Entfernung zugeführte Reduktionsabgas.The term CO 2 -reduced product includes not only a product having no CO 2 content but also a product having a CO 2 content lower than that of the CO 2 removal reducing exhaust gas.

[0025] Das C02 aus dem Tailgas der C02-Entfernung kann als Zusatzvergasungsmittel zum Sauerstoff, gegebenenfalls an Stelle von Dampf, verwendet werden, um die Vergasungstemperatur in der Kohlevergasungszone zu kontrollieren. Tailgas kann weiterhin zur Erhitzung von rückgeführtem Reduktionsabgas verwendet werden.The CO 2 from the tail gas of CO 2 removal can be used as an additive gasification agent to the oxygen, optionally in place of steam, to control the gasification temperature in the coal gasification zone. Tail gas can also be used to heat recirculated reduction exhaust gas.

[0026] Optional kann Wärme vor einer Nassentstaubung aus dem ersten Reduktionsabgas ausgekuppelt werden, beispielsweise zur Erhitzung von Zuschlagsgas. Dabei kann beispielsweise so vorgegangen werden, dass zuerst eine Trockenentstaubung, dann ein Wärmeentzug beispielsweise in einem Wärmeaustauscher, und erst danach eine Nassentstaubung durchgeführt wird.Optionally, heat can be decoupled from a wet dedusting from the first reduction exhaust gas, for example, to heat aggregate gas. In this case, for example, it is possible to proceed in such a way that first a dry dedusting, then a heat removal, for example in a heat exchanger, and only then a wet dedusting is carried out.

[0027] Das Zuschlagsgas kann gegebenenfalls erhitzt werden, wenn aufgrund seiner Temperatur nach seiner Zufuhr zum Reduktionsgas keine für die Reduktion notwendige Temperatur von etwa 750 - 900°C im Reduktionsreaktor herrschen würde. Eine solche Erhitzung kann beispielsweise in einem Gaserhitzer (GH) erfolgen. Mit dem Gaserhitzer wird das Zuschlagsgas von nahezu ambienten Temperaturen nach der C02-Entfernung auf die zur Durchführung der Reduktion in einer Reduktionszone erforderliche Temperatur erhitzt. Mit Rücksicht auf den CO-Zerfall gemäß Boudouard-Reaktion, welcher bei Temperaturen ab etwa 550°C kinetisch relevant wird, kann die Gaserhitzung in zwei Stufen erfolgen. In der ersten Stufe wird die Wärme mittels eines abzukühlenden Prozessgases (beispielsweise Reduktionsabgas aus einer Reduktionszone), eines Wärmeträgermediums (Dampf, Thermalöl) oder eines durch Verbrennung von Gas (Tailgas, Exportgas, Reduktionsabgas) erzeugten heißen Rauchgases auf das Zuschlagsgas übertragen. Die weitere Temperaturerhöhung in der zweiten Stufe erfolgt durch Teilverbrennung des Zuschlagsgases.The additional gas may optionally be heated if, due to its temperature after its supply to the reducing gas, there would be no temperature of about 750-900 ° C. necessary for the reduction in the reduction reactor. Such heating can take place, for example, in a gas heater (GH). With the gas heater, the additive gas is heated from near-ambient temperatures after CO 2 removal to the temperature required to effect reduction in a reduction zone. Considering the CO decomposition according to the Boudouard reaction, which becomes kinetically relevant at temperatures above 550 ° C, gas heating can take place in two stages. In the first stage, the heat is transferred to the additive gas by means of a process gas to be cooled (for example reduction exhaust gas from a reduction zone), a heat transfer medium (vapor, thermal oil) or a hot flue gas produced by combustion of gas (tail gas, export gas, reduction exhaust gas). The further temperature increase in the second stage takes place by partial combustion of the additive gas.

[0028] Unter Exportgas ist der Anteil von Reduktionsabgas zu verstehen, der nach Entstaubung nicht einer C02-Entfernung unterzogen und dem Rohgas oder Reduktionsgas zugeführt wird, sondern externen Verbrauchern zugeführt wird.Under export gas is the proportion of reduction exhaust gas to understand, which is not subjected to dedusting a C02 removal and the raw gas or reducing gas is supplied, but is supplied to external consumers.

[0029] Um das Rohgas führenden Vorrichtungen vor großer thermischer Belastung zu schonen, kann zumindest ein Teil des C02-befreiten Produktes unmittelbar nach Austritt des Rohgases aus der Kohlevergasungszone dem Rohgas zugemischt werden. Da die Temperatur des C02-befreiten Produktes unter der des Rohgases liegt, wirkt es dann kühlend als Kühlgas. Ein eventuell hieraus resultierendes Defizit an fühlbarer Wärme im Reduktionsgas für die erste Reduktionszone kann durch eine Erhitzung dieses Reduktionsgases ausgeglichen werden. Da bekanntermaßen die Gegenwart von H2S im Reduktionsgas durch Erhitzung hervorgerufenen CO-Zerfall inhibiert, wird in einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens die Erhitzung vor der Trocken-Gasentschwefelung durchgeführt.In order to protect the raw gas leading devices from great thermal stress, at least part of the CO 2 -released product can be added to the raw gas immediately after the exit of the raw gas from the coal gasification zone. Since the temperature of the CO 2 -released product is below that of the raw gas, it then acts cooling as a cooling gas. Any resulting deficit in sensible heat in the reducing gas for the first reduction zone can be compensated for by heating this reduction gas. Since, as is known, the presence of H 2 S in the reducing gas inhibits CO decomposition caused by heating, in a variant of the process according to the invention, the heating is carried out before the dry gas desulfurization.

[0030] Nach einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Trocken- 4/19 österreichisches Patentamt AT 508 291 B1 2011-07-15According to a variant of the method according to the invention, the dry takes place 4/19 Austrian Patent Office AT 508 291 B1 2011-07-15

Gasentschwefelung in der Reduktionszone selbst.Gas desulphurisation in the reduction zone itself.

[0031] Um den Wasserstoffanteil im Reduktionsgas zu erhöhen, kann erstes Reduktionsabgas, bevorzugterweise nach der Entstaubung, besonders bevorzugterweise vor der C02-Entfernung, einer CO-Shift-Reaktion unterworfen werden. Dabei wird unter Zusatz von Dampf gemäß der chemischen Reaktion [0032] CO+H20 -► C02+H2 [0033] der Wasserstoffanteil erhöht.In order to increase the hydrogen content in the reducing gas, first reduction exhaust gas, preferably after the dedusting, particularly preferably before the CO 2 removal, a CO shift reaction can be subjected. In this case, with the addition of steam in accordance with the chemical reaction [0032] CO + H 2 O-C02 + H 2 [0033] the hydrogen content is increased.

[0034] Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass eine erste Portion oxidischer Eisenträger in die erste Reduktionszone eingebracht und dort reduziert wird, und das dabei erzeugte erste Reduktionsprodukt aus der ersten Reduktionszone entnommen wird, und eine zweite Portion oxidischer Eisenträger in eine zweite Reduktionszone eingebracht und dort reduziert wird, und das dabei erzeugte zweite Reduktionsprodukt aus der zweiten Reduktionszone entnommen wird, wobei zumindest ein Teil des aus der ersten Reduktionszone austretenden ersten Reduktionsabgases nach einer Entstaubung einer C02-Entfernung unterzogen wird und das dabei erhaltene C02-befreite Produkt, gegebenenfalls nach einer Erhitzung, der zweiten Reduktionszone als zweites Reduktionsgas zugeführt wird.The inventive method provides that a first portion of oxidic iron carrier is introduced into the first reduction zone and reduced there, and the resulting first reduction product is removed from the first reduction zone, and introduced a second portion of oxidic iron carrier in a second reduction zone and is reduced there, and the resulting second reduction product is removed from the second reduction zone, wherein at least a portion of the emerging from the first reduction zone first reduction exhaust gas after dedusting a C02 removal is subjected to the C02-removed product, optionally after a Heating, the second reduction zone is supplied as a second reducing gas.

[0035] Bei dieser Ausführungsform wird beispielsweise bei Vorliegen von zwei Reduktionszonen einer ersten Reduktionszone (Redl) das durch trockene Entstaubung und Gasentschwefelung des Rohgases aus der Kohlevergasungszone gewonnene Reduktionsgas unter Bewahrung seiner fühlbaren Wärme zur Herstellung eines ersten Reduktionsproduktes aus oxidischen Fe-Trägern genutzt, und in der zweiten Reduktionszone (Red2) ein aus erstem Reduktionsabgas mittels Entstaubung und C02-Entfernung gewonnenes Reduktionsgas für die zweite Reduktionszone zur Herstellung eines zweiten Reduktionsproduktes aus oxidischen Fe-Trägern genutzt. Hierbei werden in den verschiedenen Reduktionszonen unterschiedlich stark reduzierte Produkte erzeugt.In this embodiment, for example, in the presence of two reduction zones of a first reduction zone (Redl) obtained by dry dedusting and gas desulfurization of the raw gas from the coal gasification reduction gas while maintaining its sensible heat for producing a first reduction product of oxidic Fe carriers used, and in the second reduction zone (Red2), a reduction gas obtained from first reduction exhaust gas by dedusting and CO 2 removal is used for the second reduction zone for producing a second reduction product from oxidic Fe supports. Here, differently reduced products are produced in the various reduction zones.

[0036] In der Regel ist aufgrund der C02-Entfernung der Oxidationsgrad des der zweiten Re-duktionszone zugeführten Reduktionsgases geringer als der Oxidationsgrad des in der ersten Reduktionszone eingesetzten ersten Reduktionsgases. Da überdies die C02-Entfernung meist zugleich eine sehr wirksame Gasentschwefelung vollführt, wird in der zweiten Reduktionszone ein stärker reduziertes und überdies schwefelärmeres Produkt hergestellt als in der ersten Reduktionszone.In general, due to the CO 2 removal, the degree of oxidation of the reducing gas supplied to the second reduction zone is lower than the degree of oxidation of the first reducing gas used in the first reduction zone. Moreover, since most of the C02 removal at the same time performs very effective gas desulphurization, a more reduced and, moreover, low-sulfur product is produced in the second reduction zone than in the first reduction zone.

[0037] Das Produkt der ersten Reduktionszone wird bevorzugt als Einsatzmaterial für eine weitere Reduktion und Aufschmelzung in einem Einschmelzvergaser oder Hochofen, und das Produkt der zweiten Reduktionszone bevorzugt als DRI/HBI in einem Stahlwerk verwendet wird.The product of the first reduction zone is preferably used as feedstock for further reduction and reflow in a melter gasifier or blast furnace, and the product of the second reduction zone is preferably used as DRI / HBI in a steelmaking plant.

[0038] Aus der zweiten Reduktionszone tritt ein zweites Reduktionsabgas aus.From the second reduction zone exits a second reduction exhaust gas.

[0039] Eine Erhitzung des C02-befreiten Produktes ist gegebenenfalls notwendig, um die Temperatur auf das für eine Reduktionsreaktion notwendige Niveau anzuheben. Sie kann wie bereits beschrieben erfolgen.Heating of the CO 2 -reduced product may be necessary to increase the temperature to the level necessary for a reduction reaction. It can be done as already described.

[0040] Über das Vorhandensein einer zweiten Reduktionszone hinaus können auch noch weitere Reduktionszonen vorhanden sein, in denen zum Reduzieren von in ihnen enthaltenen Portionen oxidischer Eisenträger Reduktionsabgas einer anderen Reduktionszone als Reduktionsgas genutzt wird. Nach der Ausführungsform sind also zumindest zwei Reduktionszonen vorhanden, es können aber auch mehr sein, beispielsweise drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder zehn oder mehr.In addition to the presence of a second reduction zone, there may also be further reduction zones in which reduction exhaust gas of another reduction zone, used as reducing gas, is used to reduce portions of oxidic iron carriers contained in them. Thus, according to the embodiment, at least two reduction zones are present, but there may also be more, for example three, four, five, six, seven, eight, nine or ten or more.

[0041] Eine Reduktionszone kann dabei ein System von mehreren parallel oder in Reihe geschalteten Reduktionsreaktoren umfassen beziehungsweise aus ihm bestehen. Andererseits kann ein Reduktionsreaktor aber auch mehrere verschiedene Reduktionszonen umfassen.A reduction zone may comprise or consist of a system of a plurality of reduction reactors connected in parallel or in series. On the other hand, a reduction reactor may also comprise several different reduction zones.

[0042] Dabei werden unterschiedliche Reduktionszonen mit unterschiedlich zusammengesetzten Reduktionsgasen beaufschlagt. 5/19 österreichisches Patentamt AT 508 291 B1 2011-07-15 [0043] Besonders vorteilhaft ist es, wenn in der ersten Reduktionszone (Redl) ein Produkt erzeugt wird, für das in Hinblick auf die weitere Verwendung ein gewisser Schwefelgehalt nicht kritisch ist - beispielsweise bei Einsatz in einem Hochofen oder einem Einschmelzvergaser-, oder wenn der Reduktionsgrad innerhalb der ersten Reduktionszone so niedrig bleibt, dass eine Adsorption von Schwefel durch den Eisenträger in der Reduktionszone weitgehend unterbleibt.In this case, different reduction zones are subjected to differently composed reduction gases. It is particularly advantageous if a product is produced in the first reduction zone (Red 1) for which a certain sulfur content is not critical with regard to further use. for example, when used in a blast furnace or a melter gasifier, or if the degree of reduction within the first reduction zone remains so low that an adsorption of sulfur by the iron carrier in the reduction zone largely omitted.

[0044] Auch hinsichtlich der Vermeidung von Verunreinigung durch staubförmige Asche und Entschwefelungsmittel bietet das Reduktionsprodukt der zweiten Reduktionsstufe Vorteile, da solche Verunreinigungen bereits in der ersten Reduktionszone praktisch ausgefiltert werden, und entsprechend weniger im Reduktionsprodukt der zweiten Reduktionszone als im Reduktionsprodukt der ersten Reduktionszone vorhanden sind.Also in terms of avoiding contamination by dusty ash and desulfurization, the reduction product of the second reduction stage offers advantages, since such impurities are practically filtered out already in the first reduction zone, and correspondingly less present in the reduction product of the second reduction zone than in the reduction product of the first reduction zone ,

[0045] Da ein Teil des bei der Entstaubung und C02-Entfernung von aus der ersten Reduktionszone austretendem ersten Reduktionsabgas erhaltenen C02-befreiten Produktes als Zuschlagsgas dem Rohgas oder, gegebenenfalls nach einer Erhitzung, dem Reduktionsgas zugeführt wird, und ein anderer Teil, gegebenenfalls nach einer Erhitzung, der zweiten Reduktionszone als Reduktionsgas zugeführt wird, kann das Reduktionspotential des C02-befreiten Produktes zwischen beiden Reduktionszonen geshiftet werden, wodurch der Gesamtprozess an Flexibilität gewinnt.As a part of the C02-removed product obtained in dedusting and CO 2 removal of exiting from the first reduction zone first reduction exhaust gas as feed gas to the crude gas or, optionally after heating, the reducing gas is fed, and another part, optionally after In the case of heating supplied to the second reduction zone as the reducing gas, the reduction potential of the CO 2 -reduced product can be shifted between both reduction zones, whereby the overall process gains in flexibility.

[0046] Bevorzugterweise wird das aus der zweiten Reduktionszone austretende zweite Reduktionsabgas dem ersten Reduktionsabgas zugeführt, bevorzugt vor dessen Entstaubung.Preferably, the second reduction exhaust gas emerging from the second reduction zone is fed to the first reduction exhaust gas, preferably before its dedusting.

[0047] Dadurch kann einerseits die Entstaubung für beide Reduktionsabgase in der gleichen Entstaubungsvorrichtung vollzogen werden, und andererseits können im zweiten Reduktionsabgas noch vorhandene reduzierende Komponenten nach der Entstaubung zusammen mit dem ersten Reduktionsabgas von C02 befreit und im zweiten Reduktionsgas für die zweite Reduktionszone oder - über das Zuschlagsgas - für die Reduktion in der ersten Reduktionszone genutzt werden.As a result, on the one hand the dedusting for both reduction exhaust gases in the same dedusting device are completed, and on the other hand, in the second reduction exhaust still existing reducing components can be freed after dedusting together with the first reduction exhaust of C02 and in the second reduction gas for the second reduction zone or - the additional gas - be used for the reduction in the first reduction zone.

[0048] Nach einer Ausführungsform wird dabei das zweite Reduktionsabgas vor der Zuführung zum ersten Reduktionsabgas entstaubt und/oder einem Wärmeaustausch unterzogen, vorzugsweise handelt es sich dabei um eine Trockenentstaubung. Auf diese Weise kann dem zweiten Reduktionsabgas Wärme entzogen - beziehungsweise anders ausgedrückt: Wärme ausgekuppelt werden - und für andere Prozesse genutzt werden. Eine Entstaubung vor dem Wärmeaustausch schont die Vorrichtungen zum Wärmeaustausch. Bei einer Trockenentstaubung geht dabei keine fühlbare Wärme des zweiten Reduktionsabgases verloren, weshalb beim Wärmeaustausch mehr Wärme entzogen werden kann als wenn eine Nassentstaubung erfolgte.According to one embodiment, the second reduction exhaust gas is dedusted before the supply to the first reduction exhaust gas and / or subjected to a heat exchange, preferably it is a dry dedusting. In this way, the second reduction exhaust heat withdrawn heat - or in other words: heat are disengaged - and used for other processes. Dedusting before heat exchange protects the devices for heat exchange. With dry dedusting, no sensible heat of the second reduction exhaust gas is lost, which is why more heat can be withdrawn during heat exchange than when wet dedusting took place.

[0049] Wärmeaustausch dient der Rückgewinnung von Wärme und erfolgt vorzugsweise reku-perativ durch Übertragung an Trägermedium oder - ohne Trägermedium - an ein aufzuheizendes Gas. Als Trägermedien kommen in erster Linie Dampf oder Thermalöle in Betracht. Vorzugsweise wird die rückgewonnene Wärme prozessintern, insbesondere zur Erhitzung von Gasströmen genutzt; beispielsweise bei der Erhitzung von Zuschlagsgas oder von zur Nutzung als Reduktionsgas für eine zweite Reduktionszone vorgesehenen C02-befreiten Produktes. Bei dem Wärmeaustausch erzeugter Dampf kann optional auch als Zusatzvergasungsmittel zum Sauerstoff in der Kohlevergasungszone verwendet werden. In diesem Fall wird der Dampf vorzugsweise weitestgehend überhitzt.Heat exchange is used to recover heat and is preferably carried out by reku-perativ transmission to carrier medium or - without carrier medium - to a aufheizendes gas. The carrier media are primarily steam or thermal oils into consideration. Preferably, the recovered heat is in-process, used in particular for heating gas streams; For example, in the heating of additional gas or provided for use as a reducing gas for a second reduction zone C02-released product. Optionally, steam produced in the heat exchange may also be used as an additive gasifier to oxygen in the coal gasification zone. In this case, the steam is preferably overheated as far as possible.

[0050] Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das aus der zweiten Reduktionszone austretende zweite Reduktionsabgas nach einer Entstaubung und gegebenenfalls Erhitzung dem ersten Reduktionsgas zugeführt, gegebenenfalls nach einer C02-Entfernung, die nach der Entstaubung und vor der gegebenenfalls vorhandenen Erhitzung erfolgt.According to one embodiment of the method according to the invention, the second reduction exhaust gas leaving the second reduction zone is fed to the first reduction gas after dedusting and optionally heating, optionally after removal of CO 2, which takes place after the dedusting and before any heating.

[0051] Dadurch kann die fühlbare Wärme des Reduktionsabgases aus der zweiten Reduktionszone, und in diesem vorhandene reduzierende Komponenten, direkt für die Reduktion in der 6/19 österreichisches Patentamt AT 508 291 B1 2011-07-15 ersten Reduktionszone genutzt werden. Die Menge der so der Reduktion in der ersten Reduktionszone zugeführten Wärme kann über das Ausmaß der Aufheizung reguliert werden.Thereby, the sensible heat of the reduction exhaust gas from the second reduction zone, and in this existing reducing components, directly for the reduction in the first reduction zone can be used. The amount of heat thus supplied to the reduction in the first reduction zone can be regulated by the amount of heating.

[0052] Diese Konstellation ist insbesondere dann sinnvoll, wenn einerseits in der ersten Reduktionszone nur ein niedriger Reduktionsgrad angestrebt wird, zugleich aber in der zweiten Reduktionszone das Reduktionspotenzial des Reduktionsgases nur unzureichend ausgenutzt wird.This constellation is particularly useful when, on the one hand in the first reduction zone only a low degree of reduction is sought, but at the same time in the second reduction zone, the reduction potential of the reducing gas is only insufficiently utilized.

[0053] Aus der zweiten Reduktionszone entnommenes zweites Reduktionsabgas weist einen hohen Oxidationsgrad auf. Um bei der Zuleitung von zweitem Reduktionsabgas aus der zweiten Reduktionszone zum ersten Reduktionsgas zur Reduktion der oxidischen Eisenträger in der ersten Reduktionszone das Reduktionspotenzial pro Volumseinheit des in die erste Reduktionszone eingeführten Gases nicht zu vermindern, kann die dem Rohgas zugeführte Menge an Zuschlagsgas erhöht werden - denn das Zuschlagsgas weist infolge der bei seiner Herstellung stattfindenden C02-Entfernung wie bereits oben beschrieben ein höheres Reduktionspotential auf als das erste Reduktionsgas. Die durch die Zuführung von Zuschlagsgas oder zweitem Reduktionsabgas gegebenenfalls verursachte Temperaturerniedrigung kann durch eine Erhitzung des Reduktionsabgases aus der zweiten Reduktionsstufe und/oder des Zuschlagsgases vermieden oder ausgeglichen werden.From the second reduction zone taken second reduction exhaust gas has a high degree of oxidation. In order not to reduce the reduction potential per unit volume of the gas introduced into the first reduction zone in the supply of second reduction exhaust gas from the second reduction zone to the first reduction gas for reducing the oxidic iron carrier in the first reduction zone, the amount of supplemental gas supplied to the raw gas can be increased - As already described above, the additive gas has a higher reduction potential than the first reduction gas due to the CO 2 removal taking place during its production. The optionally caused by the supply of additional gas or second reduction exhaust gas temperature reduction can be avoided or compensated by heating the reduction exhaust gas from the second reduction stage and / or the additive gas.

[0054] Alternativ oder ergänzend kann eine Erhitzung des ersten Reduktionsgases vor Eintritt in die erste Reduktionszone erfolgen.Alternatively or additionally, heating of the first reducing gas before entry into the first reduction zone can take place.

[0055] Wenn in erster Linie das Reduktionspotential des zweiten Reduktionsabgases in der ersten Reduktionszone genutzt werden soll, kann das zweite Reduktionsabgas einer Nassentstaubung unterzogen, und gegebenenfalls anschließend einer C02-Entfemung unterzogen werden, bevor es dem ersten Reduktionsgas zugeführt wird. Bei Anwendung eines Membrantrennverfahrens zur C02-Entfernung kann statt einer Nassentstaubung eine Trockenenstaubung ausgeführt werden, wodurch auch die fühlbare Wärme des zweiten Reduktionsabgases in die erste Reduktionszone eingebracht werden kann.In the first place, when the reduction potential of the second reduction exhaust gas is to be utilized in the first reduction zone, the second reduction exhaust gas may be subjected to wet dedusting and optionally subsequently subjected to CO 2 removal before being supplied to the first reduction gas. When using a membrane separation process for CO 2 removal, instead of a wet dedusting a dry dusting can be carried out, whereby the sensible heat of the second reduction exhaust gas can be introduced into the first reduction zone.

[0056] Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die zweite Portion oxidischer Eisenträger zumindest einen Teil des ersten Reduktionsproduktes aus der ersten Reduktionszone.According to a further embodiment of the method according to the invention, the second portion of oxidic iron carrier comprises at least a portion of the first reduction product from the first reduction zone.

[0057] Es kann auch gänzlich aus zumindest einem Teil des ersten Reduktionsproduktes aus der ersten Reduktionszone bestehen.It may also consist entirely of at least a portion of the first reduction product from the first reduction zone.

[0058] In der zweiten Reduktionszone erfolgt dann mit Hilfe des - im Vergleich zum Reduktionsgas zur Reduktion oxidischer Eisenträger in der ersten Reduktionszone -schärferen - das heißt einen geringeren Oxidationsgrad und damit ein höheres Reduktionspotential aufweisenden - und weitgehend schwefelfreien Reduktionsgases für die zweite Reduktionszone die finale Reduktion des ersten Reduktionsproduktes zu einem höher reduzierten, insbesondere einem weitgehend metallisierten und weitgehend schwefelfreien zweiten Reduktionsprodukt.In the second reduction zone is then carried out with the aid of - in comparison to the reducing gas for reducing oxidic iron carrier in the first reduction zone - sharper - that is a lower degree of oxidation and thus a higher reduction potential having - and largely sulfur-free reduction gas for the second reduction zone the final Reduction of the first reduction product to a higher reduced, in particular a largely metallized and largely sulfur-free second reduction product.

[0059] In diesem Fall können die zwei Reduktionszonen auch als Unter-Reduktionszonen innerhalb einer apparativen Einheit, insbesondere einem Festbettreaktor, ausgebildet sein.In this case, the two reduction zones can also be designed as sub-reduction zones within an apparatus unit, in particular a fixed bed reactor.

[0060] Falls das erste Reduktionsprodukt, stammend aus der ersten Reduktionszone, im Hinblick auf die Qualitätsanforderungen an das Endprodukt der Reduktion zu stark mit Staub, stammend beispielsweise aus Kohleasche und Entschwefelungsmittel, verunreinigt ist, ist eine Sichtung des ersten Reduktionsproduktes zur Abtrennung eines solchen Staubes vorteilhaft. Dabei ist es vorteilhaft, das zweite Reduktionsabgas aus der zweiten Reduktionszone als Medium für die Sichtung zu nutzen.If the first reduction product, originating from the first reduction zone, is too contaminated with dust originating, for example, from coal ash and desulfurizing agent, in view of the quality requirements for the final product of the reduction, then a sifting of the first reduction product to separate off such dust advantageous. It is advantageous to use the second reduction exhaust gas from the second reduction zone as a medium for the sighting.

[0061] Da in dem Fall, dass das erste Reduktionsprodukt der ersten Reduktionszone in der zweiten Portion oxidischer Eisenträger für die zweite Reduktionszone verwendet wird, das zweite Reduktionsabgas aus der zweiten Reduktionszone aufgrund der Wärmetauscherwirkung mit den in der ersten Reduktionszone vorerhitzten oxidischen Eisenträgern mit einer Temperatur von etwa 450-750°C austritt, ist es besonders vorteilhaft, dieses zweite Reduktionsabgas zunächst in einer Trockenenstaubung zu reinigen und anschließend seine fühlbare Wärme 7/19 österreichisches Patentamt AT 508 291 B1 2011-07-15 durch Wärmeaustausch auszukuppeln. Entsprechend ist es in dem Fall, dass das erste Reduktionsprodukt der ersten Reduktionszone in der zweiten Portion oxidischer Eisenträger für die zweite Reduktionszone verwendet wird, besonders vorteilhaft, das aus der zweiten Reduktionszone austretende zweite Reduktionsabgas nach einer Entstaubung, und gegebenenfalls Wärmeentzug, dem ersten Reduktionsgas zuzuführen, gegebenenfalls nach einer C02-Entfernung nach der Entstaubung und vor dem gegebenenfalls vorhandenen Wärmeentzug.In the case that the first reduction product of the first reduction zone is used in the second portion of oxidic iron carriers for the second reduction zone, the second reduction exhaust gas from the second reduction zone due to the heat exchange effect with the oxidized iron carriers preheated in the first reduction zone having a temperature exits from about 450-750 ° C, it is particularly advantageous to first clean this second reduction exhaust gas in a dry dust and then disengage its sensible heat by heat exchange. Accordingly, in the case where the first reduction product of the first reduction zone in the second portion of oxidic iron supports is used for the second reduction zone, it is particularly advantageous to supply the second reduction exhaust gas leaving the second reduction zone to the first reduction gas after dedusting and optionally removing heat , optionally after CO 2 removal after dedusting and before any heat extraction.

[0062] Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das in der zweiten Reduktionszone anfallende zweite Reduktionsabgas zumindest teilweise direkt in die erste Reduktionszone eingeleitet. Auf diese Weise wird Reduktionsabgas aus der zweiten Reduktionszone direkt für die Reduktion in der ersten Reduktionszone genutzt, ohne über die Rückführleitung für Zuschlagsgas geführt zu werden. Entsprechend verliert es weniger Wärme auf dem Weg zur ersten Reduktionszone, was eine bessere Nutzung seines Wärmeinhaltes für die Reduktion in der ersten Reduktionszone ermöglicht.According to one embodiment of the method according to the invention, the second reduction exhaust gas obtained in the second reduction zone is at least partially introduced directly into the first reduction zone. In this way, reduction exhaust gas from the second reduction zone is used directly for the reduction in the first reduction zone, without being passed through the return line for addition gas. Accordingly, it loses less heat on the way to the first reduction zone, allowing better utilization of its heat content for reduction in the first reduction zone.

[0063] Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.Another object of the present application is an apparatus for carrying out the method according to the invention.

[0064] Eine solche Vorrichtung weist auf [0065] - einen Kohlevergaser, [0066] - zumindest einen Reduktionsreaktor mit zumindest einer Reduktionszone, [0067] - eine Vorrichtung zur Trockenentstaubung, eine Vorrichtung zur Gasentschwefelung, [0068] - eine Vorrichtung zur Zufuhr von Rohgas aus dem Kohlevergaser in die Vorrichtung zur T rockenentstaubung, [0069] - eine Vorrichtung zur Zufuhr von entstaubtem Gas als erstem Reduktionsgas von der Vorrichtung zur Trockenentstaubung in eine erste Reduktionszone eines ersten Reduktionsreaktors, [0070] - eine ersten Reduktionsabgasleitung zur Ausfuhr von erstem Reduktionsabgas aus der ersten Reduktionszone des ersten Reduktionsreaktors, [0071] - eine Vorrichtung zur Entnahme von erstem Reduktionsprodukt aus der ersten Reduktionszone des ersten Reduktionsreaktors, [0072] - wobei die Vorrichtung zur Gasentschwefelung eine Vorrichtung zur Trocken-Gasent-schwefelung ist, [0073] - wobei die Vorrichtung zurTrocken-Gasentschwefelung entweder [0074] - in der Vorrichtung zur Zufuhr von entstaubtem Gas als erstem Reduktionsgas von der Vorrichtung zur Trockenentstaubung in eine erste Reduktionszone eines ersten Reduktionsreaktors angeordnet ist, [0075] - oder der Kohlevergaser und/oder die Vorrichtung zur Trockenentstaubung auch die Vorrichtung zurTrocken-Gasentschwefelung ist, [0076] - und wobei von der ersten Reduktionsabgasleitung eine Rückführleitung abzweigt, in der eine Vorrichtung zur C02-Entfernung und gegebenenfalls eine Vorrichtung zur Gaserhitzung angeordnet ist, wobei die Rückführleitung in zumindest ein Mitglied der Gruppe [0077] - Vorrichtung zur Zufuhr von Rohgas aus dem Kohlevergaser in die Vorrichtung zur T rockenentstaubung, [0078] - Vorrichtung zur Zufuhr von entstaubtem Gas als erstem Reduktionsgas von der Vorrichtung zur Trockenentstaubung in eine erste Reduktionszone eines ersten Reduktionsreaktors mündet, [0079] - und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführleitung hinter einer gegebenenfalls in der 8/19 österreichisches Patentamt AT 508 291 B1 2011-07-15 [0080] - Vorrichtung zur Zufuhr von entstaubtem Gas als erstem Reduktionsgas von der [0081] - Vorrichtung zur Trockenentstaubung in eine erste Reduktionszone eines ersten Reduktionsreaktors angeordneten Vorrichtung zur Trocken-Gasentschwefelung [0082] - in die Vorrichtung zur Zufuhr von entstaubtem Gas als erstem Reduktionsgas von der Vorrichtung zur Trockenentstaubung in eine erste Reduktionszone eines ersten Reduktionsreaktors mündet.Such a device comprises [0065] - a coal gasifier, - at least one reduction reactor with at least one reduction zone, - a device for dry dedusting, a device for gas desulfurization, - a device for supplying Crude gas from the coal gasifier into the apparatus for rock dust removal, - an apparatus for supplying dedusted gas as first reduction gas from the device for dry dedusting in a first reduction zone of a first reduction reactor, - a first reduction exhaust line for exporting first reduction exhaust gas from the first reduction zone of the first reduction reactor, - a device for taking off first reduction product from the first reduction zone of the first reduction reactor, wherein the gas desulfurization device is a dry gas desulfurization device, [0073] wherein the dry gas desulfurization apparatus is either [0074] - in the device for supplying dedusted gas as the first reducing gas from the device for dry dedusting is arranged in a first reduction zone of a first reduction reactor, or - the coal gasifier and / or the device for dry dedusting is also the device for dry gas desulphurisation, [0076] and wherein from the first reduction exhaust gas line branches off a return line in which a device for CO 2 removal and optionally a device for gas heating is arranged, wherein the return line into at least one member of the group - Device for supplying raw gas from the coal gasifier in the apparatus for dust removal, apparatus for supplying dedusted gas as the first reducing gas from the apparatus for dry dedusting in a first reduction zone of a first reduction reactor opens, - and is characterized in that the return line behind an optionally in the 8.1 9 Austrian Patent Office AT 508 291 B1 2011-07-15 - Device for supplying dedusted gas as first reducing gas from the apparatus for dry gas desulphurisation [0081] - Device for dry dedusting in a first reduction zone of a first reduction reactor [0082] - In the apparatus for supplying dedusted gas as the first reducing gas from the device for dry dedusting in a first reduction zone of a first reduction reactor opens.

[0083] Die Vorrichtung zur Zufuhr von Rohgas aus dem Kohlevergaser in die Vorrichtung zur Trockenentstaubung kann beispielsweise als Rohrleitung ausgeprägt sein.The apparatus for supplying raw gas from the coal gasifier in the apparatus for dry dedusting may be for example as a pipeline pronounced.

[0084] Die Vorrichtung zur Zufuhr von entstaubtem Gas als erstem Reduktionsgas von der Vorrichtung zur Trockenentstaubung in eine erste Reduktionszone eines ersten Reduktionsreaktors kann beispielsweise als Rohrleitung ausgeprägt sein.The device for supplying dedusted gas as the first reducing gas from the device for dry dedusting in a first reduction zone of a first reduction reactor may be formed, for example, as a pipeline.

[0085] Die Vorrichtung zur Entnahme von erstem Reduktionsprodukt aus der ersten Reduktionszone des ersten Reduktionsreaktors kann beispielsweise als Rohrleitung, gegebenenfalls versehen mit beispielsweise Beförderungseinrichtungen und/oder Schließeinrichtungen sein.The device for removing the first reduction product from the first reduction zone of the first reduction reactor can be, for example, as a pipeline, optionally provided with, for example, conveying devices and / or closing devices.

[0086] Es zweigt von der ersten Reduktionsabgasleitung eine Rückführleitung ab, in der eine Vorrichtung zur Vorrichtung zur C02-Entfemung und gegebenenfalls eine Vorrichtung zur Gaserhitzung angeordnet ist, wobei die Rückführleitung in zumindest ein Mitglied der Gruppe [0087] - Vorrichtung zur Zufuhr von Rohgas aus dem Kohlevergaser in die Vorrichtung zur T rockenentstaubung, [0088] - Vorrichtung zur Zufuhr von entstaubtem Gas als erstem Reduktionsgas von der Vorrichtung zur Trockenentstaubung in eine erste Reduktionszone eines ersten Reduktionsreaktors mündet.[0086] A return line branches off from the first reduction exhaust gas line, in which a device for CO 2 removal and, optionally, a device for gas heating is arranged, wherein the return line into at least one member of the group [0087] - Device for supplying raw gas from the coal gasifier into the device for rock dust removal, device for supplying dedusted gas as the first reducing gas from the device for dry dedusting opens into a first reduction zone of a first reduction reactor.

[0089] Es mündet die Rückführleitung hinter einer gegebenenfalls in der [0090] Vorrichtung zur Zufuhr von entstaubtem Gas als erstem Reduktionsgas [0091] von der Vorrichtung zur Trockenentstaubung in eine erste Reduktionszone eines ersten Reduktionsreaktors angeordneten Vorrichtung zur Trocken-Gasentschwefelung [0092] in die Vorrichtung zur Zufuhr von entstaubtem Gas als erstem Reduktionsgas von der Vorrichtung zur Trockenentstaubung in eine erste Reduktionszone eines ersten Reduktionsreaktors.The return line terminates behind an optional dry gas desulfurization apparatus [0092] in the apparatus for supplying dedusted gas as the first reducing gas [0090] from the apparatus for dry dedusting in a first reduction zone of a first reduction reactor Apparatus for supplying dedusted gas as the first reducing gas from the device for dry dedusting in a first reduction zone of a first reduction reactor.

[0093] Dabei ist der Begriff hinter bezüglich der Strömungsrichtung des Rohgases zu verstehen, also vom Einschmelzvergaser aus betrachtet stromabwärts.The term behind is to be understood with reference to the flow direction of the raw gas, that is to say downstream from the melter gasifier.

[0094] Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist ein zweiter Reduktionsreaktor mit mindestens einer Reduktionszone vorhanden, [0095] mit einer zweiten Reduktionsabgasleitung zur Ausfuhr von zweitem Reduktionsabgas aus der Reduktionszone des zweiten Reduktionsreaktors, [0096] und einer Vorrichtung zur Entnahme von zweitem Reduktionsprodukt aus der Reduktionszone des zweiten Reduktionsreaktors, [0097] und wobei von der Rückführleitung eine Rückführungs-Reduktionsgasleitung abzweigt, welche gegebenenfalls mit einer Vorrichtung zur Gaserhitzung versehen ist, und welche in den zweiten Reduktionsreaktor mündet.According to an advantageous embodiment, there is a second reduction reactor with at least one reduction zone, with a second reduction exhaust gas line for exporting second reduction exhaust gas from the reduction zone of the second reduction reactor, and a device for taking out second reduction product from the reduction zone of the second reduction reactor, and wherein from the return line branches off a recirculation-reducing gas line, which is optionally provided with a device for gas heating, and which opens into the second reduction reactor.

[0098] Nach einer anderen Ausführungsform ist eine zweite Reduktionszone in dem ersten Reduktionsreaktor vorhanden, [0099] mit einer zweiten Reduktionsabgasleitung zur Ausfuhr von zweitem Reduktionsabgas aus der zweiten Reduktionszone, [00100] und einer Vorrichtung zur Entnahme von zweitem Reduktionsprodukt aus der zweiten 9/19 österreichisches Patentamt AT 508 291 B1 2011-07-15According to another embodiment, a second reduction zone is present in the first reduction reactor, with a second reduction exhaust gas line for exporting second reduction exhaust gas from the second reduction zone, and a device for taking second reduction product from the second 9 / 19 Austrian Patent Office AT 508 291 B1 2011-07-15

Reduktionszone, [00101] und wobei von der Rückführleitung eine Rückführungs-Reduktionsgasleitung abzweigt, welche gegebenenfalls mit einer Vorrichtung zur Gaserhitzung versehen ist, und welche in die zweite Reduktionszone mündet.And wherein from the return line branches off a recirculation-reducing gas line, which is optionally provided with a device for gas heating, and which opens into the second reduction zone.

[00102] Vorteilhafterweise mündet die zweite Reduktionsabgasleitung in die erste Reduktionsabgasleitung.Advantageously, the second reduction exhaust gas line opens into the first reduction exhaust gas line.

[00103] Bevorzugt mündet die zweite Reduktionsabgasleitung in die [00104] Vorrichtung zur Zufuhr von entstaubtem Gas als erstem Reduktionsgas [00105] von der Vorrichtung zur Trockenentstaubung in eine erste Reduktionszone eines ersten Reduktionsreaktors.Preferably, the second reduction exhaust gas line opens into the [00104] device for supplying dedusted gas as the first reducing gas [00105] from the device for dry dedusting in a first reduction zone of a first reduction reactor.

[00106] Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist in der zweiten Reduktionsabgasleitung eine Entstaubungsvorrichtung und/oder eine Wärmeaustauschvorrichtung und/oder eine Vorrichtung zur C02-Entfemung vorhanden.According to an advantageous embodiment, a dedusting device and / or a heat exchange device and / or a device for CO 2 removal is present in the second reduction exhaust gas line.

[00107] Nach einer vorteilhaften Ausführungsform mündet die [00108] Vorrichtung zur Entnahme von erstem Reduktionsprodukt aus der ersten Reduktionszone des ersten Reduktionsreaktors [00109] in den zweiten Reduktionsreaktor.[00107] According to an advantageous embodiment, the device for removing first reduction product from the first reduction zone of the first reduction reactor [00109] opens into the second reduction reactor.

[00110] Nach einer vorteilhaften Ausführungsform mündet die Vorrichtung zur Entnahme von erstem Reduktionsprodukt aus der ersten Reduktionszone des ersten Reduktionsreaktors in die zweite Reduktionszone.According to an advantageous embodiment, the device for removing first reduction product from the first reduction zone of the first reduction reactor opens into the second reduction zone.

[00111] Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Reduktionszone in dem ersten Reduktionsreaktor vorhanden ist, wobei von der Rückführleitung eine Rückführungs-Reduktionsgasleitung abzweigt, welche gegebenenfalls mit einer Vorrichtung zur Gaserhitzung versehen ist, und welche in die zweite Reduktionszone mündet, und Reduktionsabgas aus der zweiten Reduktionszone innerhalb des ersten Reduktionsreaktors der ersten Reduktionszone zugeführt wird. Auf diese Weise wird das Reduktionsabgas aus der zweiten Reduktionszone direkt für die Reduktion in der ersten Reduktionszone genutzt, ohne über die Rückführleitung für Zuschlagsgas geführt zu werden. Entsprechend verliert es weniger Wärme auf dem Weg zur ersten Reduktionszone, was eine bessere Nutzung seines Wärmeinhaltes für die Reduktion in der ersten Reduktionszone ermöglicht.A further embodiment of the invention is characterized in that a second reduction zone is present in the first reduction reactor, wherein from the return line branches off a recirculation-reducing gas line, which is optionally provided with a device for gas heating, and which opens into the second reduction zone , and reducing exhaust gas from the second reduction zone within the first reduction reactor is fed to the first reduction zone. In this way, the reduction exhaust gas from the second reduction zone is used directly for the reduction in the first reduction zone, without being passed through the return line for addition gas. Accordingly, it loses less heat on the way to the first reduction zone, allowing better utilization of its heat content for reduction in the first reduction zone.

[00112] Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung zur Entnahme von erstem Reduktionsprodukt aus der ersten Reduktionszone des ersten Reduktionsreaktors in die zweite Reduktionszone mündet.It is advantageous if the device for removing first reduction product from the first reduction zone of the first reduction reactor opens into the second reduction zone.

[00113] Nachfolgend ist die vorliegende Erfindung anhand mehrerer schematischer Figuren erläutert.Hereinafter, the present invention will be explained with reference to several schematic figures.

[00114] Figur 1 zeigt ein Schaubild einer Vorrichtung, wobei Rohgas aus einem Kohlevergaser nach Entstaubung und Trockenentschwefelung in eine Reduktionszone eingeleitet wird.Figure 1 shows a diagram of a device, wherein raw gas is introduced from a coal gasifier after dedusting and dry desulfurization in a reduction zone.

[00115] Figur 2 zeigt eine Abwandlung der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung, bei der erstesFigure 2 shows a modification of the device shown in Figure 1, in the first

Reduktionsabgas über eine Rückführleitung dem Rohgas bzw. dem ersten Reduktionsgas zugemischt wird.Reduction exhaust gas is mixed via a return line the raw gas or the first reducing gas.

[00116] Figur 3 zeigt eine erfindungsgemäße Abwandlung der in Figur 2 gezeigten Vorrichtung, in der ein zweiter Reduktionsreaktor mit Zuschlagsgas betrieben wird und dabei anfallendes zweites Reduktionsabgas dem ersten Reduktionsabgas zugemischt wird.FIG. 3 shows a modification according to the invention of the device shown in FIG. 2, in which a second reduction reactor is operated with supplemental gas and in the process, the resulting second reduction exhaust gas is admixed with the first reduction exhaust gas.

[00117] Figur 4 zeigt eine Abwandlung der in Figur 3 gezeigten Vorrichtung, bei der das erste Reduktionsprodukt dem zweiten Reduktionsreaktor zugeführt wird, und das 10/19FIG. 4 shows a modification of the device shown in FIG. 3, in which the first reduction product is fed to the second reduction reactor, and the 10/19

österreichisches Patentamt AT 508 291 B1 2011-07-15 zweite Reduktionsabgas vor Zugabe zum ersten Reduktionsabgas entstaubt wird. Zudem wird dem zweiten Reduktionsabgas vor Zugabe zum ersten Reduktionsabgas Wärme entzogen.Austrian Patent Office AT 508 291 B1 2011-07-15 second reduction exhaust gas is dedusted before addition to the first reduction exhaust gas. In addition, heat is removed from the second reduction exhaust gas before being added to the first reduction exhaust gas.

[00118] Figur 5 zeigt eine Abwandlung der in Figur 4 gezeigten Vorrichtung, bei der das zweiteFigure 5 shows a modification of the device shown in Figure 4, in which the second

Reduktionsabgas nach Trockenentstaubung, Entfernung von C02, und Erhitzung dem ersten Reduktionsgas zugemischt wird.After the dry dedusting reduction, C02 removal and heating is added to the first reducing gas.

[00119] Figur 6 zeigt eine Abwandlung der in Figur 4 gezeigten Vorrichtung, bei der zwei Re duktionszonen 31 und 32 in einem Reduktionsreaktor angeordnet sind, und das zweite Reduktionsabgas aus der zweiten Reduktionszone direkt in die erste Reduktionszone eingeleitet wird.FIG. 6 shows a modification of the device shown in FIG. 4, in which two reduction zones 31 and 32 are arranged in a reduction reactor, and the second reduction exhaust gas from the second reduction zone is introduced directly into the first reduction zone.

[00120] In Figur 1 wird in einer Kohlevergasungszone eines Kohlevergasers 1 wird mit Hilfe von über Leitung 2 zugeführten Vergasungsmitteln, vorzugsweise Sauerstoff und Dampf, Kohle vergast. Dabei entstehende Asche beziehungsweise Schlacke wird aus dem Kohlevergaser über Leitung 3 ausgeführt. Das bei der Vergasung der Kohle entstehende CO- und H2-hältige Rohgas durchläuft eine Vorrichtung zur Trockenentstaubung 4, wird anschließend in einer Vorrichtung zur Trocken-Gasentschwefelung 5 trocken entschwefelt und anschließend als erstes Reduktionsgas einer ersten Reduktionszone, die in einem ersten Reduktionsreaktor 6 angeordnet ist, zugeführt. In der Vorrichtung zur Trocken-Gasentschwefelung entstehendes schwefelhaltiges Produkt wird über Leitung 7 ausgeführt.In FIG. 1, in a coal gasification zone of a coal gasifier 1, coal is gasified by means of gasification agents fed via line 2, preferably oxygen and steam. Resulting ash or slag is carried out from the coal gasifier via line 3. The CO and H2-containing raw gas produced during the gasification of the coal passes through a device for dry dedusting 4, is then desulfurized dry in a device for dry gas desulfurization 5 and then as a first reducing gas a first reduction zone, which is arranged in a first reduction reactor 6 , fed. Sulfur-containing product formed in the dry gas desulfurization apparatus is carried out via line 7.

[00121] In der ersten Reduktionszone werden in diese über Leitung 8 zugeführte oxidische Eisenträger zu einem weitgehend metallisierten Vorprodukt für die Stahlherstellung oder zu einem teilreduzierten Zwischenprodukt für die Roheisenherstellung umgewandelt. Das erste Reduktionsabgas wird durch eine erste Reduktionsabgasleitung 9 aus der ersten Reduktionszone ausgeführt. In dieser ersten Reduktionsabgasleitung ist eine Vorrichtung zur Trockenentstaubung 10 vorhanden. Das dort entstaubte Gas wird als Exportgas 11 einer weiteren Verwendung, insbesondere zum Zwecke der Erzeugung von Energie zugeführt. Der in der Vorrichtung zur Trockenentstaubung 4 abgeschiedene Staub kann zumindest teilweise in die Kohlevergasungszone, und der in der Vorrichtung zur Trockenentstaubung 4 abgeschiedene Staub kann zumindest teilweise in die erste Reduktionszone 6 rückgeführt werden, was durch entsprechende Pfeile angedeutet ist.In the first reduction zone, oxidic iron carriers supplied via line 8 are converted into a largely metallized precursor for steelmaking or to a partially reduced intermediate product for pig iron production. The first reduction exhaust gas is carried out through a first reduction exhaust line 9 from the first reduction zone. In this first reduction exhaust line a device for dry dedusting 10 is present. The gas dedusted there is supplied as export gas 11 for further use, in particular for the purpose of generating energy. The dust separated in the device for dry dedusting 4 can at least partially enter the coal gasification zone, and the dust deposited in the device for dry dedusting 4 can at least partially be returned to the first reduction zone 6, which is indicated by corresponding arrows.

[00122] Über Leitung 12, die eine Vorrichtung zur Entnahme von erstem Reduktionsprodukt aus der ersten Reduktionszone des ersten Reduktionsreaktors ist, wird dieses erste Reduktionsprodukt aus der ersten Reduktionszone entnommen.Via line 12, which is a device for removing the first reduction product from the first reduction zone of the first reduction reactor, this first reduction product is removed from the first reduction zone.

[00123] Die Leitung 13 ist eine Vorrichtung zur Zufuhr von Rohgas aus dem Kohlevergaser in die Vorrichtung zur Trockenentstaubung 4. Die Leitungen 14 a und 14b sind Teile einer Vorrichtung zur Zufuhr von entstaubtem Gas als erstem Reduktionsgas von der Vorrichtung zur Trockenentstaubung 4 in eine erste Reduktionszone eines ersten Reduktionsreaktors 6.The line 13 is a device for supplying raw gas from the coal gasifier in the device for dry dedusting 4. The lines 14 a and 14 b are parts of a device for supplying dedusted gas as the first reducing gas from the device for dry dedusting 4 in a first Reduction zone of a first reduction reactor 6.

[00124] Figur 2 zeigt eine Abwandlung der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung. Ein Teil des ersten Reduktionsabgases wird nach Durchlaufen einer Vorrichtung zur Nassentstaubung 15 über die Rückführleitung 16 der Leitung 13 und der Leitung 14b zugeführt. In der Rückführleitung 16 ist ein Verdichter V und eine Vorrichtung zur C02-Entfernung 17 vorhanden. C02-reiches Tailgas 18 wird aus der Vorrichtung zur C02-Entfernung 17 ausgeführt. In dem Zweig der Rückführleitung 16, der in Leitung 14b mündet, ist eine Vorrichtung zur Gaserhitzung 19 vorhanden. Über die Rückführleitung 16 wird das bei aus der Vorrichtung zur C02-Entfernung 17 erhaltene Produkt als Zuschlagsgas dem Rohgas und dem ersten Reduktionsgas zugeführt.FIG. 2 shows a modification of the device shown in FIG. A part of the first reduction exhaust gas is supplied to the line 13 and the line 14b via a return line 16 after passing through a device for wet dedusting 15. In the return line 16, a compressor V and a device for CO 2 removal 17 is present. CO 2 -rich tail gas 18 is carried out from the CO 2 removal device 17. In the branch of the return line 16, which opens into line 14 b, a device for gas heating 19 is present. Via the return line 16, the product obtained from the apparatus for CO 2 removal 17 is supplied as an additive gas to the crude gas and the first reducing gas.

[00125] Durch die Vorrichtung zur Nassentstaubung 15 wird neben einer intensiven Entstaubung auch eine Abkühlung des ersten Reduktionsabgases aus der ersten Reduktionszone und eine Auskondensation des darin enthaltenen Wasserdampfes bewirkt. Die Vorrichtung zur C02-Entfernung 17 entfernt ebenso als H2S enthaltene Schwefelfracht, wobei diese Entschwefelung intensiver als die Trocken-Gasentschwefelung ist. Durch die C02-Entfernung ist der Oxidationsgrad des über die Rückführleitung geführten Zuschlagsgases deutlich niedriger als der des 11 /19 österreichisches Patentamt AT 508 291 B1 2011-07-15By the device for wet dedusting 15, a cooling of the first reduction exhaust gas from the first reduction zone and a condensation of the water vapor contained therein is effected in addition to an intensive dedusting. The C02 removal device 17 also removes sulfur feed contained as H2S, which desulfurization is more intense than dry gas desulfurization. Due to the CO 2 removal, the degree of oxidation of the charge gas conducted via the return line is significantly lower than that of the 11/19 Austrian Patent Office AT 508 291 B1 2011-07-15

Rohgases. Entsprechend wird durch die Zuführung des Zuschlagsgases nicht nur die der ersten Reduktionszone zugeführte Menge reduzierend wirkender Gaskomponenten - und damit die pro im Kohlevergaser erzeugter Mengeneinheit an Rohgas in der ersten Reduktionszone erzeugte Menge an erstem Reduktionsprodukt - erhöht, sondern auch das Reduktionspotential des ersten Reduktionsgases für die erste Reduktionszone sowie die Qualität des ersten Reduktionsproduktes verbessert. In die Qualität eines Reduktionsproduktes geht dabei der Metallisierungsgrad ein; je höher er ist, also je mehr die oxidischen Eisenträger reduziert sind, desto besser ist die Qualität. Weiterhin geht in die Qualität eines Reduktionsproduktes auch sein Schwefelgehalt und Staubgehalt ein. Aufgrund der Verdünnung der Staub- und Schwefelfracht des ersten Reduktionsgases bei Zuführung von Zuschlagsgas sinkt der Staub- und Schwefelgehalt pro Mengeneinheit Reduktionsprodukt.Raw gas. Accordingly, by supplying the additive gas, not only the amount of reducing gas components supplied to the first reduction zone, and thus the amount of first reduction product generated in the first reduction zone per unit quantity of raw gas produced in the coal gasifier, but also the reduction potential of the first reduction gas for the first improved first reduction zone and the quality of the first reduction product. The degree of metallization enters into the quality of a reduction product; the higher it is, the more the oxidic iron carriers are reduced, the better the quality. Furthermore, the quality of a reduction product also includes its sulfur content and dust content. Due to the dilution of the dust and sulfur load of the first reducing gas with supply of additional gas decreases the dust and sulfur content per unit of reduction product.

[00126] Zur Herstellung eines Reduktionsproduktes mit bestimmter Qualität kann eine Zuführung von Zuschlagsgas notwendig sein, wenn die entsprechende Qualität bei einem Verfahren wie in Figur 1 gezeigt nicht erzielbar wäre.To produce a reduction product with a certain quality, it may be necessary to supply additional gas if the corresponding quality would not be achievable in a method as shown in FIG.

[00127] Figur 3 zeigt eine erfindungsgemäße Abwandlung der in Figur 2 gezeigten Vorrichtung. Auf die Nummerierung der Figur 2 entsprechenden Symbole wird zur besseren Übersichtlichkeit überwiegend verzichtet. Es ist ein zweiter Reduktionsreaktor 20 vorhanden, in der über Leitung 25 zugegebene oxidische Eisenträger reduziert und über eine Leitung 21, die eine Vorrichtung zur Entnahme von zweitem Reduktionsprodukt aus der Reduktionszone des zweiten Reduktionsreaktors ist, ausgeführt. Von der Rückführleitung 16 zweigt eine Rückführungs-Reduktionsgasleitung 22 ab, die in den zweiten Reduktionsreaktor beziehungsweise dessen Reduktionszone mündet. Durch diese Rückführungs-Reduktionsgasleitung 22 wird ein Teil des aus dem aus der ersten Reduktionszone austretenden ersten Reduktionsabgases erhaltenen C02-befreite Produktes dem zweiten Reduktionsreaktor 20 als zweites Reduktionsgas zugeführt. Dabei wird es durch die Vorrichtung zur Gaserhitzung 23 erhitzt. Das in der Reduktionszone des zweiten Reduktionsreaktors entstehende zweite Reduktionsabgas wird über die zweite Reduktionsabgasleitung 24 ausgeführt und in die erste Reduktionsgasableitung 9 geleitet. Nach einer nicht dargestellten Variante können statt zwei Reduktionsreaktoren auch zwei Reduktionszonen innerhalb eines Reduktionsreaktors vorgesehen sein.FIG. 3 shows a modification according to the invention of the device shown in FIG. On the numbering of Figure 2 corresponding symbols is largely omitted for clarity. There is a second reduction reactor 20 in which oxidic iron carriers added via line 25 are reduced and carried out via a line 21, which is a device for taking second reduction product from the reduction zone of the second reduction reactor. From the return line 16 branches off a recirculation-reducing gas line 22, which opens into the second reduction reactor or its reduction zone. By this recirculation-reducing gas line 22, a part of the CO 2 -released product obtained from the first reduction exhaust gas leaving the first reduction zone is supplied to the second reduction reactor 20 as a second reducing gas. It is heated by the gas heating device 23. The second reduction exhaust gas produced in the reduction zone of the second reduction reactor is carried out via the second reduction exhaust gas line 24 and directed into the first reduction gas discharge line 9. According to a variant, not shown, two reduction zones may be provided within a reduction reactor instead of two reduction reactors.

[00128] Figur 4 zeigt eine Abwandlung der in Figur 3 gezeigten Vorrichtung, in der Vorrichtung zur Entnahme von erstem Reduktionsprodukt aus der ersten Reduktionszone des ersten Reduktionsreaktors, dargestellt durch Leitung 12, in den zweiten Reduktionsreaktor 20 mündet. Auf die Nummerierung der Figur 3 entsprechenden Symbole wird zur besseren Übersichtlichkeit überwiegend verzichtet. Zusätzlich sind in der zweiten Reduktionsabgasleitung 24 eine Vorrichtung zur Trockenentstaubung 25 und eine Wärmeaustauschvorrichtung 26 vorhanden.FIG. 4 shows a modification of the device shown in FIG. 3, in which apparatus for removing the first reduction product from the first reduction zone of the first reduction reactor, represented by line 12, opens into the second reduction reactor 20. Symbols corresponding to the numbering of FIG. 3 are largely omitted for better clarity. In addition, a dry dedusting apparatus 25 and a heat exchanging apparatus 26 are provided in the second reduction exhaust gas line 24.

[00129] Figur 5 zeigt eine Abwandlung der in Figur 4 gezeigten Vorrichtung, in welcher in der Rückführleitung 16 eine Vorrichtung zur Gaserhitzung 27 vorhanden ist. Auf die Nummerierung der Figur 4 entsprechenden Symbole wird zur besseren Übersichtlichkeit überwiegend verzichtet. Die zweite Reduktionsabgasleitung 24 mündet nicht in die erste Reduktionsgasableitung 9, sondern in die Leitung 14b. Zusätzlich sind in der zweiten Reduktionsgasableitung 24, als Entstaubungsvorrichtung eine Vorrichtung zur Trockenentstaubung 28, eine Vorrichtung zur C02-Entfernung 29, sowie eine Vorrichtung zur Gaserhitzung 30 vorhanden.FIG. 5 shows a modification of the device shown in FIG. 4, in which a device for gas heating 27 is present in the return line 16. On the numbering of Figure 4 corresponding symbols is omitted for clarity mainly. The second reduction exhaust gas line 24 does not open into the first reducing gas discharge line 9, but into the line 14b. In addition, in the second reducing gas discharge 24, as dedusting a device for dry dedusting 28, a device for CO 2 removal 29, and a device for gas heating 30 are present.

[00130] Eine optionale Rückführung von in der Vorrichtung zur Trockenentstaubung 28 abgeschiedenem Staub in den zweiten Reduktionsreaktor 20 ist nicht dargestellt.Optional recycling of dust separated in the dry dedusting device 28 into the second reduction reactor 20 is not shown.

[00131] Weitere mögliche, nicht dargestellte Varianten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Figur 3 bis 5 sind: [00132] - anstatt der Vorrichtung zur Nassentstaubung 15 eine Vorrichtung zur Trockenentstaubung vorzusehen, hinter der - in Strömungsrichtung des ersten Reduktionsabgases gesehen - eine Vorrichtung zur Wärmeauskopplung aus dem ersten Reduktionsabgas angeordnet ist, beispielsweise ein Wärmeaustauscher.Further possible, not shown variants of a device according to the invention according to Figures 3 to 5 are: - Instead of the device for wet dedusting 15 to provide a device for dry dedusting, behind the - seen in the flow direction of the first reduction exhaust - a device for heat extraction from the first reduction exhaust gas is arranged, for example, a heat exchanger.

[00133] - vor der Vorrichtung zur CQ2-Entfernung einen CO-Shift-Reaktor vorzusehen. Grund- 12/19[00133] to provide a CO shift reactor upstream of the CQ2 removal device. Basic 12/19

Claims

In addition, it is advantageous to disengage amounts of heat not required for the reduction reactions from the gas streams and to otherwise use them outside the process of the invention, or to use them for heating material used in the process according to the invention. FIG. 6 shows a modification of the device shown in FIG. 4, in which two reduction zones 31 and 32 are arranged in a reduction reactor 33, and the second reduction exhaust gas 34 is introduced from the second reduction zone 32 directly into the first reduction zone 31. On the numbering of Figure 4 corresponding symbols is omitted for clarity mainly. REFERENCE LIST 1 Coal gasifier 2 Line 3 Line 4 Device for dry dedusting 5 Device for dry gas desulphurisation 6 First reduction reactor 7 Line 8 Line 9 First reduction exhaust line 10 Device for dry dedusting 11 Export gas 12 Line 13 Line 14a Line 14b Line 15 Device for wet dedusting 16 Return line 17 Device for CO 2 removal 18 Tail gas 19 Gas heating device 20 Second reduction reactor 21 Line 22 Return reducing gas line 23 Gas heating device 24 Second reduction exhaust line 25 Dry dedusting device 26 Heat exchange device 27 Gas heating device 28 Dry dedusting device 29 C02 removal device 30 Gas heating device 31 first reduction zone 32 second reduction zone 33 reduction reactor 34 second reduction exhaust gas Patent 1. A method for the reduction of oxidic iron carriers, be i reduced to the oxidic iron carrier in at least one reduction zone of a reducing gas, wherein a crude gas produced by coal gasification of a dry dedusting and gas desulfurization is subjected, and thereby obtained desulfurized product as the first reducing gas for the reduction of the oxidic iron carrier in a first reduction zone 13/19 Austrian Patent Office AT 508 291 B1 2011-07-15 is used, wherein the gas desulfurization is a dry gas desulfurization, and wherein at least a portion of the emerging from the first reduction zone first reduction exhaust gas after dedusting a C02 removal is subjected and thereby obtained C02-liberated Product is at least partially supplied as an additional gas to the crude gas or, optionally after heating, the first reducing gas, characterized in that a first portion of oxidic iron carrier is introduced into the first reduction zone and reduced there, and thereby e The first reduction product is removed from the first reduction zone, and a second portion of oxidic iron carriers is introduced into a second reduction zone and reduced there, and the resulting second reduction product is withdrawn from the second reduction zone, wherein at least a portion of the first exit from the first reduction zone Reduction exhaust gas after dedusting a C02 removal is subjected, and thereby obtained C02-liberated product, optionally after heating, the second reduction zone is supplied as a second reducing gas.

2. The method according to claim 1, characterized in that the emerging from the second reduction zone second reduction exhaust gas is supplied to the first reduction exhaust gas, preferably before the dedusting.

3. The method according to claim 2, characterized in that the second reduction exhaust gas is dedusted before being supplied to the first reduction exhaust gas and / or subjected to a heat exchange.

4. The method according to claim 1, characterized in that the emerging from the second reduction zone second reduction exhaust gas after dedusting and heating the first reducing gas is supplied, optionally after a C02 removal, which takes place after dedusting and before the optionally present heating.

5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the second portion of oxidic iron carrier comprises at least a portion of the first reduction product from the first reduction zone.

6. The method according to claim 5, characterized in that the second reduction exhaust gas from the second reduction zone is used as a medium for the screening of dust from the first reduction product.

7. The method according to claim 1, characterized in that the resulting in the second reduction zone second reduction exhaust gas is at least partially introduced directly into the first reduction zone.

8. A device for carrying out a method according to one of claims 1 to 7, with a coal gasifier (1), - at least one reduction reactor with at least one reduction zone, - a device for dry dedusting (4), - a device for gas desulfurization, - a device for Supply of raw gas from the coal gasifier (1) in the device for dry dedusting (4), - An apparatus for supplying dedusted gas as the first reducing gas from the device for dry dedusting (4) in a first reduction zone of a first reduction reactor (6), - one first reduction exhaust gas line (9) for exporting first reduction exhaust gas from the first reduction zone of the first reduction reactor (6), - a device for taking off first reduction product from the first reduction zone of the first reduction reactor (6), - wherein the gas desulfurization device comprises a device for drying Gas desulphurisation (5), - the device for drying Gas desulphurisation (5) either in the apparatus for supplying dedusted gas as the first reducing gas from the device for dry dedusting (4) arranged in a first reduction zone of a first reduction reactor (6) or - the coal gasifier (1) and / or the device for dry dedusting (4) is also the dry gas desulphurisation device (5), - and wherein a return line (16) branches off from the first reduction exhaust gas line (9) a device for CCVEntfemung (17) and optionally a device for gas heating (19) is arranged, wherein the return line in at least one member of the group - device for supplying raw gas from the coal gasifier (1) in the device for dry dedusting (4), - Apparatus for supplying dedusted gas as the first reducing gas from the device for dry dedusting (4) in a first reduction zone of a first Reduktionsre actuator (6), characterized in that the return line (16) behind a possibly in the apparatus for supplying dedusted gas as the first reducing gas from the device for dry dedusting (4) in a first reduction zone of a first reduction reactor (6) arranged drying device Gas desulphurisation (5) in the apparatus for supplying dedusted gas as the first reducing gas from the device for dry dedusting (4) in a first reduction zone of a first reduction reactor (6) opens.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that a second reduction reactor (20) with at least one reduction zone is present, with a second reduction exhaust line (24) for export of second reduction exhaust gas from the reduction zone of the second reduction reactor (20), and a device for Removing second reduction product from the reduction zone of the second reduction reactor (20), and wherein from the return line branches off a recirculation-reducing gas line (22), which is optionally provided with a device for gas heating (23), and which in the second reduction reactor (20) empties.

10. Apparatus according to claim 8, characterized in that a second reduction zone in the first reduction reactor (6) is present, with a second reduction exhaust line (24) for export of second reduction exhaust gas from the second reduction zone, and a device for removal of second reduction product the second reduction zone, and wherein from the return line (16) branches off a recirculation-reducing gas line (22), which is optionally provided with a device for gas heating (23), and which opens into the second reduction zone.

11. The device according to claim 9 or 10, characterized in that the second reduction exhaust gas line (24) opens into the first reduction exhaust gas line (9).

12. The device according to claim 9 or 10, characterized in that the second reduction exhaust gas line (24) opens into the device for supplying dedusted gas as the first reducing gas from the device for dry dedusting (4) in a first reduction zone of a first reduction reactor (6). 15/19 Austrian Patent Office AT 508 291 B1 2011-07-15

13. Device according to one of claims 9 to 12, characterized in that in the second reduction exhaust gas line (24) a dedusting device and / or a heat exchange device (26) and / or a device for CO 2 removal (29) is present.

14. Device according to one of claims 9, 11, 12, 13, characterized in that the device for removing first reduction product from the first reduction zone of the first reduction reactor (5) opens into the second reduction reactor (20).

15. Device according to one of claims 10 to 13, characterized in that the device for removing first reduction product from the first reduction zone of the first reduction reactor (6) opens into the second reduction zone.

16. The device according to claim 8, characterized in that a second reduction zone in the first reduction reactor (6) is present, wherein from the return line (16) branches off a recirculation-reducing gas line (22), which optionally with a device for gas heating (19) is provided, and which opens into the second reduction zone, and reduction exhaust gas from the second reduction zone within the first reduction reactor (6) is supplied to the first reduction zone.

17. The apparatus according to claim 16, characterized in that the device for removing first reduction product from the first reduction zone of the first reduction reactor (6) opens into the second reduction zone. 3 sheets of drawings 16/19