CS253561B2 - Method of gas production - Google Patents
Method of gas production Download PDFInfo
- Publication number
- CS253561B2 CS253561B2 CS816317A CS631781A CS253561B2 CS 253561 B2 CS253561 B2 CS 253561B2 CS 816317 A CS816317 A CS 816317A CS 631781 A CS631781 A CS 631781A CS 253561 B2 CS253561 B2 CS 253561B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- gas
- bath
- iron
- oxygen
- oxidizing gas
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 40
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 114
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 92
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 57
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 28
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 25
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 abstract description 14
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 238000007664 blowing Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000155 melt Substances 0.000 abstract description 4
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 abstract 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 17
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 9
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 5
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 2
- 241000682719 Adina Species 0.000 description 1
- 235000014443 Pyrus communis Nutrition 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 235000003642 hunger Nutrition 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000002754 natural gas substitute Substances 0.000 description 1
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/57—Gasification using molten salts or metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
- C21C5/30—Regulating or controlling the blowing
- C21C5/305—Afterburning
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
- C21C5/30—Regulating or controlling the blowing
- C21C5/35—Blowing from above and through the bath
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2200/00—Details of gasification apparatus
- C10J2200/15—Details of feeding means
- C10J2200/152—Nozzles or lances for introducing gas, liquids or suspensions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0953—Gasifying agents
- C10J2300/0959—Oxygen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C2250/00—Specific additives; Means for adding material different from burners or lances
- C21C2250/02—Hot oxygen
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
- Air Supply (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
Vynález patří do oboru plynárenství a vztahuje se na 2působ výroby plynu v reaktoru s Roztaveným železem, ve kterém se nachází lázeň, tekutého železa, do kterého se zavádějí pevná nebo kapalná paliva, přičemž na povrch lázně roztaveného železa se přivádí proud oxidačního plynu, obsahujícího alespoň z části kyslík, přičemž se přiváděné palivo zplyňuje, plyn se shromažďuje nad povrchem lázně roztaveného železa a odtud se odvádí. Vynález řeší problém zvýšení kvality vyráběného plynu a zlepšení energetické účinnosti procesu.
Kontinuální zplyňování uhlí, nebo jiných paliv, obsahujících uhlík v reaktoru s roztaveným železem, případně s roztavenou ocelí s vrstvou strusky, na plyn složený převážně z kysličníku uhelnatého.a vodíku, je známé již dlouhou dobu. Při způsobu podle německého zvěřejňovacího spisu Č. 2 592 434 se na povrch lázně roztaveného kovu dmychá kyslík z dmyšny, umístěné nad povrchem lázně roztaveného železa. V místě vefuková vzniká vysoká teplota a do tohoto místa se dmychá pomocí nosného plynu prach, obsahující uhlík.
Z německého vykládacího spisu 2 520 883 je znám způsob, při němž se uhlí, nebo palivo, obsahující uhlík vhání pod povrch lázně roztaveného železa. Rovněž proud plynu, obsahující alespoň z části kyslík, se vhání pod povrch lázně roztaveného železa, přičemž je obalen pláštěm z uhlovodíků pro ochranu příslušných trysek.
V německém patentovém spisu č. 2 520 868 je popsán způsob, při němž se do lázně s roztaveným železem přídavně přivádí energeticky bohaté uhlí, nevázaný uhlík, křemík, karbid křemíku, hliník nebo směsi těchto látek a to případně nezávisle na zplynovaném uhlí.
Tím se procesu zplynování dodává potřebné teplo, které se nestačí získat spalováním energeticky chudého uhlí.
Rovněž jsou známy vícestupňové způsoby redukce železné rudy a výroby tekutého železa, například podle německého zvěřejňovacího spisu č. 2 401 909. Mají tu nevýhodu, že vznikající plyny mají nízkou výhřevnost a proto jen omezené použití jako příměs к energeticky bohatším plynům. Způsobem podle citovaného vynálezu vzniká plyn s tomto přibližném složení podle hmotnosti: 41 % kysličníku uhelnatého, 30 % kysličníku uhličitého, 18 % vody, 10 % vodíku,
3 zbytek ostatní plyny. Výhřevnost tohoto plynu je asi 46 . 10 J/m .
Nevýhoda známých způsobů je v tom, že neumožňují hospodárné zplynování horších paliv, zejména uhlí s nízkou výhřevností. Je nutno přidávat energeticky bohatší paliva, aby se zajistila teplota, potřebná к roztavení železa. Konečně umožňují používat levné oxidační plyny, jako například vzduch.
Úkolem vynálezu je odstranit uvedené nevýhody známých způsobů a vypracovat způsob, pomocí něhož je možno hospodárně vyrábět spalovatelný plyn v reaktoru s roztaveným železem z paliv, obsahujících uhlíkaté a/nebo uhlovodíkové látky v pevné, mleté nebo kapalné formě. Způsob má umožnit zpracování paliv, jež nejsou bohatá na energii za použití levného oxidačního plynu, zejména vzduchu a odstranit nutnost přidávat energeticky bohatá paliva к vyrovnání tepelné bilance zplynovacího procesu.
01oha je řešena vypracování způsobu výroby plynu v reaktoru s roztaveným železem, ve kterém se nachází lázeň tekutého železa, do kterého se zavádějí pevná, nebo kapalná paliva, přičemž na povrch lázně roztaveného železa se přivádí proud oxidačního plynu, obsahujícícho alespoň zčásti kyslík, přičemž se přiváděné palivo zplyňuje, plyn se shromažďuje nad povrchem lázně roztaveného železa a odtud se odvádí, jež se od známých způsobů podle vynálezu liší tím, že proud oxidačního plynu se dmychá přes plynový prostor na hladinu lázně a délka proudu plynu v plynovém prostoru Činí více jak dva metry, přičemž palivo se přivádí do lázně pod její hladinou.
Proud oxidačního plynu prochází plynovým prostorem nad povrchem lázně po dráze pokud móžnó dlouhé. Dmychaný oxidační plyn vytváří paprsek, který nasává plyn vyrobený zplynováním paliva nadcházející se v plynovém prostoru, který nasává a strhává. Vzhledem к tomu, že paprsek plynu, směřující na povrch lázně s roztaveným železem, obsahuje kyslík, spaluje se část vyrobeného spalitelného plynu. Přitom se vzniklé teplo přivádí do lázně roztaveného železa, neboř proud plynu, obsahující horké spalné produkty, směřuje na povrch lázně, takže horké spalné produkty přicházejí do kontaktu s povrchem roztaveného železa a předávají mu své teplot.
• Oxidační plyn může být podle vynálezu bud technicky čistý kyslík, nebo vzduch. Vzduch je snadno dostupný a lze je jednoduše stlačit na potřebný pracovní tlak.
Část dmychaného oxidačního plynu lze podle vynálezu dmychat i pod hladinu lázně, přičemž nad hladinu lázně nutno dmychat nejméně 10 % z celkového množství dmychaného oxidačního plynu. Poměr mezi množstvím plynu dmychaného nad hladinu a pod hladinu může kolísat v širokých mezích. Tak například je možno 80 % oxidačního plynu přivádět pod hladinu lázně a 20 % nad hladinu, ale poměr může být i zcela obrácený. Rovněž je možno dmychat veškerý oxidační plyn jen nad hladinu. Obvykle se na hladinu lázně dmychá 40 až 90 % z celkového dmychaného množství. Je výhodné udržovat podíl oxidačního plynu, dmychaného nad hladinu lázně, co největší, protože tlak tohoto plynu je nižší, než tlak oxidačního plynu, dmychaného pod hladinu lázně.
Pro zvýšení tepelné účinnosti lze podle vynálezu předehřívat oxidační plyn dmychaný nad nebo pod hladinu, případně předehřívat veškerý dmychaný oxidační plyn. Účelná teplota předehřátí je v rozmezí od 300 do 400 °C. Do těchto teplot je možno používat obvyklé trubkové rozváděči systémy a armatůry. Rovněž tepelná izolace přívodního systému je proveditelná hospodárně.
Pro dosažení optimálního vztahu mezi výrobou spalitelného plynu a oceli je podle vynálezu výhodné, aby přiváděné látky, obsahující železo, byla alsepoň zčásti oxidické formě. Tyto látky je možno podle vynálezu přivádět do lázně spolu s oxidačním plynem, zejména s kyslíkem.
Způsob výroby plynu v reaktoru s roztaveným železem podle vynálezu má četné výhody.
Vhánění oxidačního plynu na povrch lázně roztaveného železa způsobem podle vynálezu podstatně zlepšuje tepelnou bilanci reaktoru. To umožňuje používat vzduch místo technicky čistého kyslíku, i když ani použiti technicky čistého kyslíku není vyloučeno. Použití vzduchu je výhodné jednak proto, že je běžně к dispozici а к jeho stlačení postačí obvyklé kompresory.
Podstatná výhoda způsobu podle vynálezu je v tom, že v reaktoru s lázní taveniny železa se z paliv, obsahujících síru, vyrábí plyn, jež síru neobsahuje'. To rozšiřuje možnost jeho použití například i na pafní generátory. Síra se zachycuje ve strusce v reaktoru s roztaveným železem. Struskotvorné látky, zejména kysličník vápenatý se do reaktoru přivádějí bučí spolu s palivem, nebo s oxidačním plynem. Vytvořená struska se bučí odpouští, nebo se v tekutém stavu zbavuje síry a tekutá se přivádí zpět do reaktoru.
Způsob podle vynálezu lze použít i к souběžné výrobě plynu a železa, případně oceli, tím že se může přímo redukovat například železná ruda a to velmi ekonomicky při malé spotřebě uhlí.
Způsob podle vynálezu lze obzvláště výhodně použít tam, kde je možno vyrobený plyn použít jako palivo v bezprostřední blízkosti jeho výroby, například jako náhradu zemního plynu. Plyn, vyrobený způsobem podle vynálezu, který se při procesu výroby částečně spaluje, má hlavně na základě relativně vysokého podílu kysličníku uhelnatého přibližně stejnou teplotu plamene, jako zemní plyn a múŽe se tedy bez podstatných změn připojit na dosavadní plynové spotřebiče, například pece.
Způsob výroby plynu podle vynálezu je blíže vysvětlen na těchto příkladech.
□ Pro zplynění 1 t koksu s hmoonostním obsahem 10 % popela a 1 = síry se použžje 2 400 m vzduchu předehřátého na teplot 300 °C, dmychaného pod hladinu lázně přieemž stejné mnnžssví vzducto o téže teplotě dmyctáme i na hladi^nu lázně. Tavením železa má teplotu asi 1 400 °C a obsah uhlíku asi 2 % podle hmoonoott. Z jedné tuny koksu vznikne 5 500 m3 plynu o hmoonostním složení; 25 % kysličníku uhelnatého, 6 % kysličníku uhličitého, 69 % dusíku a 0,002 % síry. plyn má teplot 1 400 °C. ^robený plyo měl poddl prachu asi 2 g/m3 a dal se přímo spalovat v . kotlích.
Spalováním dlouhoplamenntho uhH s hmoonostním obsahem 78 % uhlíku, 5 % vodíku, 7 % .
kyslíku a 5 % popela se získá plyn o hmoonostním složení 19,0 % kysličníku uhelnatého, 4,8 % vodíku, 4,6 % kysličníku u^].i^č:tb^lio a 66,5 % dusíku. '
Enoegeeicky chudé sušené hnědé uhH o hmoonostním složení 54,0 % uhlíku, 4,9 % vodíku, 23,6 % kyslíku, 3,9 % popele a 0,4 % síry s výhřevností 23,8 . 10° J/kg se zplyňuje způsobem podle vynálezu při te^oté vzduchu 300 °C na plyo. o objemovém složení 21,4 % k^li^íku uhelnatého, 6,2 % vodíku, 5,4 % kysličníku uhliiitélo, 6,2 % vodních par a 60,7 % dusíku a 20 ppm popele. Vyrobený plyn má výhřevnost 33,7 . 105 J/m3. Pro odsíření jedné tuny zpracovaného uhH bylo třeba přidat do reaktoru 9 kg kysličníku vápena 1tého'.
Poožiií kyslíku je výhodné tehdy, poža^je^i se eneegeeicky bohatý plyn s minirnem dusíku nebo při spalování velmi chudého uHí. Volba oxidačního plynu záleží na vynužtí vyrobeného plynu a na hospoddrnooti provozu. Technické problémy přioom n^^^z^nói^éijí.
Způsob podle vynálezu lze výhodně pouužt k souběžné výrobě plynu a železa. Přioom se do t^aveoioy přivádějí látky, obes^uící železo ve vázané i volné formě, například železná ruda. Alespoň část železa má být v oxidické formě. Teplo, získané spalováním plynu pomocí paprsku oxidického plynu, dmychaného na povrch lázně, se alespoň částečně vyu^je k redukci ‘ žrlezoootných látek.
Způsobem podle vynálezu se na výrobu jedné tuny železa redukcí ze železné rudy spotřebuje asi 1,1 t uhlí o hmotnostím složeni: 78 % uhlíku, 5 % vodíku, 3 % vody, 3 % popela 1 % sír^ 5 % kyslíku. Výhřevnost tohoto цЫ! je 31,4 . 10 6 J/kg. Přitom vznikne pr^ům^í^:Lov^ě poujžtrloý plyn o hmotnostoío složení 57 % kysličníku uhelnatého, 14 % kysličníku uhliiitélt, I4 % vtdíku, I4 % vody o výhřevnoo^ 87,9 . l0^ . I0 J/m3.
Když se upnusí od dmmchání oxidačního plynu na hladinu lázně, stoupne spotřeba uvedeného uhlí oa cca 3 t na 1 t produkce železa a vznikne průmyslový plyn o hmotnostoím složení 70 % kysličníku uhlen1ntht, 1 % kysličníku uhličitého, 27 % vodíku a 1 % vody.
Železná ruda se může do lázně zavádět jak tryskami ve dně reaktoru, tak i shora na l^ázeň tekutého železa. Je výhodné zavádět alespoň železné rudy spolu s kyslkeem na povrch lázně. Při přivádění železné rudy shora se ruda již v atmosféře vyrobeného plynu předehřeje a předredukuue, čímž stoupne tepelná účinnost procesu.
DdIší zlepšení je možno dosáhnout vhodnou vestavbou do trysky přiváddjící rudu, takže proud opouuší trysku ve šroubcoici.
KooOkétní případ p^oužtí způsobu podle vynálezu,· .ji · uveden v tomto příkladě: Reeator s obsahem 60 t П^гохоу železa má tvar konve^o^. Ve dně konvertoru je uspořádáno deset trysek o světeCném průřezu 28 mm. Dvěma tryskami se vhání uhelný prach v m^c^ožst^:í 350 kg/mio, p^eemž jako nosný plyo se používá dusík, kysličník uHičitý nebo plyo z konvvetoru samotného. Třemi tryskami se vhání kyslík společně s železnou rudou, kdežto ostatními pěti tryskami se vhání kyslík, částečně nasycený strzskttvtrnýoi látkami, cap^kl-ad kyslíčn^cm vápenatým. Postranními tryskami, které jsou utištěny v horoí kuželovité čássi konv^e-toru, se dmychá asi 50 % kyslíku na povrch železné lázně. S uhlím dříve uvedeného složení a rudou, ·obstαující i
253561.
% kysličníku železitého se za jednu hodinu vyrobí cca 20 t železa s -obsahem 3 % uhlíku podle hmottiiQti.
Spotřeba kyslíku pro zplynění jedné tuny uhlíku za současného roztavení 1 450 kg rudy činí 580 m_ kyslíku. Vzniklý topný plyn má toto hmotnostní složen:!: 57 % kysličníku uhelnatého, 14 % kysličníku uhličitého, 14 % vodíku a 14 % vody. VVýřevnott vyrobeného plynu číoí 87,9 . 10^ J/m\ '
V reaktoru je možno vyrábět přímo ocel. Pro tento účel se obsah uhlíku sníží z běžných až 3 % asi na 0,05 % podle Pak se odpíchne asi 20 t oceli. Zbytek taveniny se dále zpracovává vháněním kyslíku a uhlí s malým přebytkem uhH, až se lázeň ndUhUčí na obvyklý obsah - 2 až 3 % uhlíku podle hInottnsSi. Struska.se odpouští dříve, než se lázeň oduMičí na konečnou hodnotu, tedy při obsahu uhlíku v rozmezí 0,5 až 2 %. Nově vzniklá čerstvá struska je v rovnováze s odpadnutou ocelí a zůstává v konveetoru.
Příklad provedení reaktoru pro výrobu plynu způsobem podle vynálezu je znázorněn na připojeném výkresu.
Plynotěsně uzavřená nádoba reaktoru 20 přibližně hruškovitého tvaru je asi do poloviny naplněna lázní 21 tekutého železa, takže povrch 22 lázně. 21 tekutého železa ja asi v polovině výtky reaktoru .20. Ve dně reaktoru 20 je uspořádána tryska 23 pro zavádění jemně rozemletého u^lí 24 . Dále je ve dnu reaktoru 20 umístěna kyslíková tryska .25, kterou se odděleně od trysky 23 pro u^lí 24 zavádí kyslík do lázně 21 roztaveného železa. Kyslíková tryska 25 je opatřena na obr. oeznázorněným pláštěm pro přívod ochranných uhlovodíků.
V horní kuželovité části reaktoru 20 je umístěna pravá horní tryska 26 a levá horní tryska 27, které procházzeí stěny reaktoru 20 do jeho plynového prostoru. Do těchto trysek se přivádí kyslík 28, případně jiný oxidační plyn, například vzduch, který vytváří paprsky 29 směrované na střední oblast povrchu 22 lázně 21 tekutého železa. Os.í jak pravé horní trysky 26, tak i levé horní trysky 27 je asi 2 m nad povrchem 22 l^zně 21 tekutého železa.
Paprsky 2_9 kyslíku pronikají plynovým prostorem 30 směrem k povrchu 22 lázně 21 tekutého kovu, přičemž strhuje část plynu 31, již vyrobeného spalováním uhlí 2 4. Obsah kyslíku v paprskách 29 způsobuje, že část plynu 31 shoří a vzniklé teplo se vrací přes povrch 22 do lázně 21 roztaveného železa.
Claims (10)
- PŘEDMĚT VYNÁLEZU1. Způsob výroby plynu v reaktoru s roztaveným žel.ezem, ve kterém se nachází lázeň tekutého železa, do kterého se zavááějí pevná nebo kapalná paliva, přčeemž na povrch ' ’'lázně roztaveného železa se přivádí proud oxidačního plynu, obsahujícího alespoň z iásti kyslík, přieemž se přiváděné palivo zplyňuje a plyn se shromažďuje nad povrchem lázně roztaveného železa, odkud se odvádí, vyznaačujcí se tím, že proud oxidačního plynu se dmychá přes plynový prostor na hladinu lázně a délka proudu oxidačního plynu v plynovém prostoru činí více jak dva metry, přčeemž palivo se přivádí do lázně pod její hladinou.
- 2. Způsob podle bodu 1, vyzuna^^! se tím, že oxidačním plynem je technicky čistý kyslík.
- 3. Způsob podle bodu 1, vyznaa^ící se tím, že oxidačním plynem je vzduch.
- 4. Způsob podle bodů 1 až . 3, vyzuna^^! se tím, že část oxidačního plynu se přivádí pod hladinu lázně.
- 5. Způsob podle bodu 4, vyzuna^^! se tím, že . mnnžžsví kyslíku, přiváděného na povrch roztavené lázně činí nejméně 10 % z celkového mnnžssví kyslíku, přiváděného do reaktoru.
- 6. Způsob podle bodů 1 až 5 vyznahijící se tím, že oxidační plyn, směrovaný na povrch lázně roztaveného železa, se předehřívá.
- 7. Způsob podle bodů 1 až 6, vyzunačujcí se tím, že oxidační plyn, přiváděný pod hladinou lázně roztaveného železa se předehřívá.
- 8. Způsob podle bodů 1 až 7, vyzuna^^! se tím, že do lázně roztaveného kovu se přiváděěí látky, obsaahuící železo alespoň zčássi v oxidické formě.
- 9. Způsob podle bodu 8, vyznaa^ící se tím, že látky, obsaauúící železo alespoň z v oxidické formě jsou ruda, částečně předredukovaná rada ve formě prachu, případně pelet a/nebo briket.
- 10. Způsob podle bodu 8 a 9, vyznaačuící se tím, že látky, obesa^í^ železo alespoň z č^s^s^i v oxidické formě, se přiváděěí do lázně spolu s oxidačním plynem, zejména kyslkkem.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19803031680 DE3031680A1 (de) | 1980-08-22 | 1980-08-22 | Verfahren zur gaserzeugung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS253561B2 true CS253561B2 (en) | 1987-11-12 |
Family
ID=6110175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS816317A CS253561B2 (en) | 1980-08-22 | 1981-08-24 | Method of gas production |
Country Status (20)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (2) | JPS5774390A (cs) |
| AT (1) | AT385053B (cs) |
| AU (1) | AU539665B2 (cs) |
| BE (1) | BE890047A (cs) |
| BR (1) | BR8105352A (cs) |
| CA (1) | CA1181238A (cs) |
| CS (1) | CS253561B2 (cs) |
| DE (1) | DE3031680A1 (cs) |
| ES (1) | ES504653A0 (cs) |
| FR (1) | FR2488903B1 (cs) |
| GB (1) | GB2082624B (cs) |
| HU (1) | HU188685B (cs) |
| IT (1) | IT1137764B (cs) |
| LU (1) | LU83573A1 (cs) |
| MX (1) | MX157845A (cs) |
| NL (1) | NL193320C (cs) |
| PL (1) | PL130522B1 (cs) |
| SE (1) | SE8104704L (cs) |
| SU (1) | SU1148566A3 (cs) |
| ZA (1) | ZA815676B (cs) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU535363B2 (en) * | 1980-12-01 | 1984-03-15 | Sumitomo Metal Industries Ltd. | Gasification of solid carbonaceous material |
| DE3111168C2 (de) * | 1981-03-21 | 1987-01-08 | Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines im wesentlichen H↓2↓ und CO enthaltenden Gases |
| DE3219562C2 (de) * | 1982-05-25 | 1985-01-10 | Klöckner-Werke AG, 4100 Duisburg | Verfahren zur Kohlegasversorgung eines Hüttenwerkes |
| SE435732B (sv) * | 1983-03-02 | 1984-10-15 | Ips Interproject Service Ab | Forfarande for framstellning av rajern ur jernslig |
| DE3318005C2 (de) * | 1983-05-18 | 1986-02-20 | Klöckner CRA Technologie GmbH, 4100 Duisburg | Verfahren zur Eisenherstellung |
| JPS6058488A (ja) * | 1983-09-07 | 1985-04-04 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 炭素質物質のガス化方法 |
| US4582479A (en) * | 1984-12-31 | 1986-04-15 | The Cadre Corporation | Fuel cooled oxy-fuel burner |
| US4599107A (en) * | 1985-05-20 | 1986-07-08 | Union Carbide Corporation | Method for controlling secondary top-blown oxygen in subsurface pneumatic steel refining |
| JPS62142712A (ja) * | 1985-12-18 | 1987-06-26 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 転炉又は溶融還元炉における製鋼・製鉄方法 |
| US4647019A (en) * | 1986-04-01 | 1987-03-03 | Union Carbide Corporation | Very small refining vessel |
| US4708738A (en) * | 1986-04-01 | 1987-11-24 | Union Carbide Corporation | Method for refining very small heats of molten metal |
| DE68915298T2 (de) * | 1988-02-12 | 1994-09-08 | Kloeckner Cra Patent | Verfahren und Vorrichtung zur Nachverbrennung. |
| KR100194133B1 (ko) * | 1989-06-02 | 1999-06-15 | 얀 로버트 난키벨 | 용융조반응기를 사용한 합금철의 제조방법 |
| ATE139267T1 (de) * | 1990-03-13 | 1996-06-15 | Cra Services | Verfahren zum herstellen von metallen und legierungen in einem schmelzreduktionsgefäss |
| BR9306633A (pt) * | 1992-06-29 | 1998-12-08 | Tech Resources Pty Ltd | Processo de tratamento de refugo sólido inorgânico |
| GB2281311B (en) * | 1993-03-29 | 1996-09-04 | Boc Group Plc | Metallurgical processes and apparatus |
| EP0790291B1 (de) * | 1996-02-16 | 2001-07-18 | Thermoselect Aktiengesellschaft | Verfahren zum Betreiben eines Hochtemperaturreaktors zur Behandlung von Entsorgungsgütern |
| AU2652101A (en) * | 2000-01-28 | 2001-08-07 | Tribovent Verfahrensentwicklung Gmbh | Method for burning metal- or metal oxide containing fuels, especially petroleum coke |
| DE10317195B4 (de) * | 2003-04-15 | 2006-03-16 | Karl Brotzmann Consulting Gmbh | Verfahren zur Verbesserung der Energiezufuhr in ein Schrotthaufwerk |
| CA2624574C (en) * | 2005-09-30 | 2014-12-02 | Tata Steel Limited | A method for producing hydrogen and/or other gases from steel plant wastes and waste heat |
| MX2007016201A (es) * | 2006-04-28 | 2008-03-11 | Tata Steel Ltd | Montaje para la fabricacion de gas de hidrogeno por descomposicion termoquimica de agua utilizando la escoria de la planta de acero y materiales residuales. |
| US8696774B2 (en) | 2010-01-07 | 2014-04-15 | General Electric Company | Gasification system and method using fuel injectors |
| US9102882B2 (en) | 2012-09-04 | 2015-08-11 | General Electric Company | Gasification system and method |
| US10151007B2 (en) | 2012-10-24 | 2018-12-11 | Primetals Technologies Austria GmbH | Method and device for supplying energy into a scrap metal pile in an electric arc furnace |
| CN110396435B (zh) * | 2019-09-03 | 2024-08-09 | 杭州吉幔铁氢能科技有限公司 | 一种双熔浴有机固废喷吹气化装置 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE474594C (de) * | 1923-12-19 | 1929-04-09 | Eisen Und Stahlwerk Hoesch Akt | Verfahren zur Erhoehung der Temperatur und der Reduktionskraft der Konverterabgase |
| DE450460C (de) * | 1924-02-02 | 1927-10-04 | Wilhelm Schwier | Verfahren und Vorrichtung zum Vergasen feinkoerniger bzw. staubfoermiger Brennstoffe |
| DE1040734B (de) * | 1952-08-21 | 1958-10-09 | Roman Rummel | Verfahren und Vorrichtung zur Verbrennung oder Vergasung von Brennstoffen |
| FR1313729A (fr) * | 1960-10-10 | 1963-01-04 | Inst Francais Du Petrole | Procédé continu de fabrication de fonte ou d'acier par réduction des minerais de fer |
| LU40790A1 (cs) * | 1960-11-07 | 1962-05-07 | ||
| NL6604026A (cs) * | 1965-11-08 | 1967-05-09 | ||
| AU7299674A (en) * | 1973-09-12 | 1976-03-11 | Uss Eng & Consult | Gasification of coal |
| DE2520938C3 (de) * | 1975-05-10 | 1980-03-06 | Eisenwerk-Gesellschaft Maximilianshuette Mbh, 8458 Sulzbach-Rosenberg | Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines im wesentlichen aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff bestehenden Reduktionsgases |
| DE2520883B2 (de) * | 1975-05-10 | 1979-07-05 | Eisenwerk-Gesellschaft Maximilianshuette Mbh, 8458 Sulzbach-Rosenberg | Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Vergasung von Kohle oder kohlenstoffhaltigen Brennstoffen in einem Eisenbadreaktor |
| DE2520868C3 (de) * | 1975-05-10 | 1979-05-03 | Eisenwerk-Gesellschaft Maximilianshuette Mbh, 8458 Sulzbach-Rosenberg | Verfahren zur Zuführung von Wärme beim Kohlevergasungsprozess im Eisenbadreaktor |
| JPS6033869B2 (ja) * | 1976-03-02 | 1985-08-05 | 川崎重工業株式会社 | 溶融冶金滓による石炭ガス化装置 |
| GB1586762A (en) * | 1976-05-28 | 1981-03-25 | British Steel Corp | Metal refining method and apparatus |
| JPS5456015A (en) * | 1977-10-12 | 1979-05-04 | Nippon Steel Corp | Manufacture of molten iron in converter |
| DE2838983C3 (de) * | 1978-09-07 | 1986-03-27 | Klöckner CRA Technologie GmbH, 4100 Duisburg | Verfahren zur Erzeugung von Stahl im Konverter |
| US4195985A (en) * | 1977-12-10 | 1980-04-01 | Eisenwerk-Gesellschaft Maximilianshutte Mbh. | Method of improvement of the heat-balance in the refining of steel |
| DE2755165C3 (de) * | 1977-12-10 | 1988-03-24 | Klöckner CRA Technologie GmbH, 4100 Duisburg | Verfahren zur Erhöhung des Schrottsatzes bei der Stahlerzeugung |
| JPS54125203A (en) * | 1978-03-23 | 1979-09-28 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Production of gas |
| JPS5589395A (en) * | 1978-12-26 | 1980-07-05 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Gasification of solid carbonaceous material and its device |
-
1980
- 1980-08-22 DE DE19803031680 patent/DE3031680A1/de active Granted
-
1981
- 1981-07-21 NL NL8103451A patent/NL193320C/nl not_active IP Right Cessation
- 1981-07-28 AT AT0333581A patent/AT385053B/de not_active IP Right Cessation
- 1981-07-31 IT IT23284/81A patent/IT1137764B/it active
- 1981-08-05 SE SE8104704A patent/SE8104704L/xx unknown
- 1981-08-07 ES ES504653A patent/ES504653A0/es active Granted
- 1981-08-13 GB GB8124736A patent/GB2082624B/en not_active Expired
- 1981-08-17 SU SU813320744A patent/SU1148566A3/ru active
- 1981-08-17 HU HU812399A patent/HU188685B/hu unknown
- 1981-08-18 ZA ZA815676A patent/ZA815676B/xx unknown
- 1981-08-19 MX MX188800A patent/MX157845A/es unknown
- 1981-08-19 CA CA000384155A patent/CA1181238A/en not_active Expired
- 1981-08-19 JP JP56128845A patent/JPS5774390A/ja active Granted
- 1981-08-20 FR FR8115977A patent/FR2488903B1/fr not_active Expired
- 1981-08-20 LU LU83573A patent/LU83573A1/de unknown
- 1981-08-21 BE BE0/205743A patent/BE890047A/fr not_active IP Right Cessation
- 1981-08-21 BR BR8105352A patent/BR8105352A/pt not_active IP Right Cessation
- 1981-08-21 PL PL1981232744A patent/PL130522B1/pl unknown
- 1981-08-21 AU AU74409/81A patent/AU539665B2/en not_active Expired
- 1981-08-24 CS CS816317A patent/CS253561B2/cs unknown
-
1989
- 1989-01-18 JP JP1007876A patent/JPH0762162B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MX157845A (es) | 1988-12-16 |
| CA1181238A (en) | 1985-01-22 |
| ZA815676B (en) | 1982-08-25 |
| ES8206615A1 (es) | 1982-08-16 |
| ATA333581A (de) | 1987-07-15 |
| AU7440981A (en) | 1982-02-25 |
| PL130522B1 (en) | 1984-08-31 |
| IT8123284A0 (it) | 1981-07-31 |
| LU83573A1 (de) | 1981-12-01 |
| ES504653A0 (es) | 1982-08-16 |
| AT385053B (de) | 1988-02-10 |
| NL193320B (nl) | 1999-02-01 |
| DE3031680A1 (de) | 1982-03-11 |
| DE3031680C2 (cs) | 1988-02-25 |
| HU188685B (en) | 1986-05-28 |
| GB2082624A (en) | 1982-03-10 |
| SE8104704L (sv) | 1982-02-23 |
| JPS6247473B2 (cs) | 1987-10-08 |
| BE890047A (fr) | 1981-12-16 |
| FR2488903A1 (fr) | 1982-02-26 |
| JPH01246311A (ja) | 1989-10-02 |
| JPS5774390A (en) | 1982-05-10 |
| PL232744A1 (cs) | 1982-05-24 |
| SU1148566A3 (ru) | 1985-03-30 |
| GB2082624B (en) | 1984-03-14 |
| FR2488903B1 (fr) | 1986-01-24 |
| BR8105352A (pt) | 1982-05-18 |
| JPH0762162B2 (ja) | 1995-07-05 |
| NL8103451A (nl) | 1982-03-16 |
| IT1137764B (it) | 1986-09-10 |
| NL193320C (nl) | 1999-06-02 |
| AU539665B2 (en) | 1984-10-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CS253561B2 (en) | Method of gas production | |
| US4153426A (en) | Synthetic gas production | |
| KR100195881B1 (ko) | 효율이 증가된 용융 환원법 | |
| RU2025499C1 (ru) | Способ ведения плавки в электродуговой печи и электродуговая печь для ведения плавки | |
| JP2677366B2 (ja) | 溶融銑鉄の製造とともに電気エネルギーを得る方法およびその装置 | |
| JPH0433841B2 (cs) | ||
| US4380469A (en) | Process and apparatus for continuously reducing and melting metal oxides and/or pre-reduced metallic materials | |
| RU98103471A (ru) | Способ производства пуццоланов, синтетических доменных шлаков, белитных или алитных клинкеров, а также чугунных сплавов из окисных шлаков, а также устройство для его осуществления | |
| US4062657A (en) | Method and apparatus for desulphurizing in the gasification of coal | |
| US4411697A (en) | Metal refining processes | |
| US4062673A (en) | Flash smelting of iron with production of hydrogen of hydrogenation quality | |
| US4753677A (en) | Process and apparatus for producing steel from scrap | |
| CZ279926B6 (cs) | Způsob zvýšení vsázky šrotu při výrobě oceli | |
| US4316739A (en) | Method for producing molten iron | |
| GB2082621A (en) | Production of gas in a ferrous- bath-reactor | |
| US4540432A (en) | Continuous process of melting sponge iron | |
| RU2542050C1 (ru) | Способ пирометаллургической переработки железосодержащих материалов | |
| US4908059A (en) | Process for melting cold iron material | |
| US7238222B2 (en) | Thermal synthesis production of steel | |
| US4132546A (en) | Smelting of iron ore with partially dried lignite | |
| JP4479541B2 (ja) | 高クロム溶鋼の溶製方法 | |
| US3157489A (en) | Method for reducing metal oxides | |
| RU2086657C1 (ru) | Устройство для восстановления окислов металлов углеродом и плавления металлов в доменной печи | |
| RU2055901C1 (ru) | Способ доменной плавки | |
| KR20250134667A (ko) | 고로의 조업 방법 |