DD234032A1 - Verfahren zur zufuehrung staubfoermiger materialien in reaktionsgefaesse - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zufuehrung staubfoermiger Materialien in Reaktionsgefaesse. Die Erfindung wird dort vorteilhaft angewandt, wo mittels einer pneumatischen Fliessfoerderung staubfoermige Materialien ueber relativ grosse Entfernungen einem Reaktionsgefaess zugefuehrt werden sollen. Insbesondere ist die Erfindung fuer die Zufuehrung von staubfoermigen Brennstoffen in an einem Hochofen zur Roheisenerzeugung angeordnete Vergasungsreaktoren zur Erzeugung heisser Reduktionsgase geeignet. Ziel der Erfindung ist ein Verfahren, dass eine gleichmaessige Umsetzung der staubfoermigen Materialien im Reaktionsgefaess oder/und einen minimalen Verschleiss der Foerderleitungen gewaehrleistet. Aufgabe der Erfindung ist es, typische Eigenschaften einer Fliessfoerderung, insbesondere relativ niedrige Foerdergeschwindigkeiten und Stetigkeit der Stroemung, ueber die gesamte Laenge auch einer relativ langen Foerderleitung zu realisieren. Die Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass der in der Foerderleitung fliessenden Suspension des staubfoermigen Materials in einem Foerdergas an einer oder mehreren Stellen der Foerderleitung definierte Mengen Foerdergas entzogen werden. Fig. 1

Description

Stellen, an denen der fließenden Suspension Fördergas entzogen wird, bzw. Fördergefäß oder Reaktionsgefäß begrenzt sind. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn diese Stellen so angeordnet werden, daß das Verhältnis der absoluten Drücke in der fließenden Suspension am Anfang und am Ende dieser Abschnitte für alle Abschnitte gleich ist. Die Anzahl der Stellen, an denen der Suspension Fördergas entzogen wird, sowie dessen Mengen, kann auf der Grundlage der Kenntnis der Intervalle der die Strömung charakterisierenden Parameter, in denen eine Fließförderung mit den geforderten Eigenschaften realisiert wird, berechnet werden. In der Regel sind eine, höchstens zwei dieser Stellen in der fördertechnischen Praxis, insbesondere bei der Zuführung staubförmiger Brennstoffe zu an einem Hochofen zur Roheisenerzeugung angeordneten Vergasungsreaktoren, ausreichend, um die Aufgabe der Erfindung zu erfüllen.

An den Stellen der Förderleitung,an denen der fließenden Suspension definierte Mengen Fördergas entzogen werden sollen, können Förderleitungsteile eingebaut werden, die aus einem Filtermaterial mit ausreichender Festigkeit, z. B. aus Keramik oder Sintermaterial, gefertigt werden, wobei diese Teile mit einem Mantel zu umgeben sind, der einen regelbaren Abfluß enthält. Die Mengen Fördergas, die der Suspension entzogen werden, können so bemessen werden, daß das staubförmige Material ohne Pulsationen dem Reaktionsgefäß zugeführt wird oder/und daß die Strömungsgeschwindigkeit des staubförmigen Materials in der Förderleitung über deren gesamte Länge einen Wert nicht übersteigt, der eine bestimmte Verschleißintensität, die unter den gegebenen Bedingungen als optimal eingeschätzt werden kann, bedingt.

Ausführungsbeispiel

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand des folgenden Beispiels eines Verfahrens zur Zuführung von Braunkohlenbrennstaub zu an einem Hochofen zur Roheisenerzeugung im Bereich der Rast angeordneten Vergasungsreaktoren zur Erzeugung eines heißen Reduktionsgases erläutert.

Die Zeichnung zeigt:

Fig. 1: Verfahrenstechnisches Schema der Zuführung von Braunkohlenbrennstaub zu Vergasungsreaktoren Fig. 2: Förderleitungsteil, mit dessen Hilfe der in einer Förderleitung fließenden Suspension von Braunkohlenbrennstaub in einem Fördergas definierte Mengen Fördergas entzogen werden können.

In einem Fördergefäß 1 (Fig. 1), in das mittels einer über dem Dosiergefäß befindlichen Druckschleuse durch eine verschließbare Behälteröffnung 2 Braunkohlenbrennstaub eingespeist wird, wird mit Hilfe der Fördergaszuführung 3 bzw. der Abblasleitung 4 ein bestimmter Druck im Fördergefäß eingestellt, der vom geforderten Durchsatz an Braunkohlenbrennstaub durch eine oder mehrere, z. B. vier, Förderleitungen 5, die im Fördergefäß 1 beginnen und zu Vergasungsreaktoren 6 führen, bestimmt wird. Eine Fördergaszuführung 7 ermöglicht eine definierte Menge Fördergas durch einen gasdurchlässigen Anströmboden 8, der aus einem geeigneten Filtermaterial, ζ. B. Sintermetall oder Filz, hergestellt ist, der im Unterteil 9 des Fördergefäßes 1 befindlichen Schüttung zuzuführen und hier eine partielle Wirbelschicht zu erzeugen. Von den hier beginnenden Förderleitungen 5 wird der Braunkohlenbrennstaub aufgenommen und den Vergasungsreaktoren 6 zugeführt, wo mit mehr oder weniger mit Sauerstoff angereichertem Heißwind oder mit Sauerstoff ein heißes Reduktionsgas erzeugt und in Höhe der Rast oder im unteren Teil des Schachtes eines Hochofens zur Roheisenerzeugung eingeblasen wird. In jeder der Förderleitungen 5 wurden zwei Förderleitungsteile 10 angeordnet, die mit Hilfe der Regelabsperrventile 11 ermöglichen, der in der Förderleitung 5 fließenden Suspension definierte Mengen Fördergas zu entziehen.

Fig. 2 zeigt den prinzipiellen Aufbau der Förderleitungsteile 10. In der Förderleitung 5 mit einem Innendurchmesser von 10 mm ist ein Filterrohr 12 mit dem gleichen Innendurchmesser angeordnet. Das Filterrohr 12 ist aus Sinterbronze gefertigt und kann mit der Förderleitung 5 z. B. durch Hartlötung verbunden werden. Es ist von einem das Filterrohr 12 hermetisch dicht umschließenden Mantel umgeben, der aus einem Rohrstück 13 und Deckeln 14 besteht und mit einer zu dem Regelabsperrventil 11 führenden Abflußleitung 15 versehen ist. Das Filterrohr 12 hat eine Länge vo 0,6 m. Der das Filterrohr 12 durchströmenden Suspension wird eine Menge Fördergas entzogen, die durch die Strömungswiderstände der Wandung des Filterrohres 12 und des Drosselabsperrventiles 11 sowie durch die Druckdifferenz zwischen strömender Suspension an der jeweiligen Stelle der Förderleitung 5 und der Atmosphäre bestimmt wird.

Um eine Menge von 430 kg Braunkohlenbrennstaub/h durch jede der Förderleitungen 5 durchzusetzen, ist bei einer Länge der Förderleitung 5 bon 292 m und einem Druck im Vergasungsreaktor 6 von 0,1 MPa (Cl) ein Druck von 0,58 MPa (Cl) im Fördergefäß erforderlich. Die Förderleitungsteile 10 wurden an den Stellen der Förderleitung angeordnet, wo der Druck der fließenden Suspension 0,35 bzw. 0,2 MPa(Q) beträgt.

Claims (2)

1. - I - /£.O OQ

   Erfindungsanspruch:

   Verfahren zur Zuführung staubförmiger Materialien in Reaktionsgefäße, insbesondere von staubförmigen Brennstoffen in an einem Hochofen zur Roheisenerzeugung angeordnete Vergasungsreaktoren, wobei in einem Fördergefäß eine Suspension des staubförmigen Materials in einem Fördergas erzeugt, mit hoher Dichte von einer in dem Fördergefäß beginnenden Förderleitung aufgenommen und dem Reaktionsgefäß zugeführt wird, gekennzeichnet dadurch, daß der Suspension definierte Mengen Fördergas an einer oder mehreren Stellen der Förderleitung entzogen werden.

   Hierzu
2. 2 Seiten Zeichnungen

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zuführung staubförmiger Materialien in Reaktionsgefäße mittels einer pneumatischen Fließförderung, insbesondere zur Zuführung staubförmiger Brennstoffe in an einem Hochofen angeordnete Vergasungsreaktoren zur Erzeugung heißer Reduktionsgase. Die Erfindung kann auch in anderen Gebieten der Technik Anwendung finden, wo staubförmige Materialien gleichmäßig oder/und bei minimalem Förderleitungsverschleiß über relativ große Entfernungen in hoher Dichte einem Reaktionsgefäß zugeführt werden sollen.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Zum Transport staubförmiger Materialien existiert eine Vielzahl Verfahren und Vorrichtungen, die in der Fachliteratur (z. B.: Weber: Strömungsfördertechnik, Krausskopf-Verlag, Mainz, 1974) beschrieben sind. Zur Zuführung staubförmiger Brennstoffe in Reaktionsgefäße sind diese technischen Lösungen entsprechend den jeweiligen Bedingungen anwendbar, wobei pneumatische Förderverfahren grundsätzlich vorteilhaft sind. Wird das staubförmige Material dem Reaktionsgefäß mittels eines Fördergases zugeführt, das für die in dem Reaktionsgefäß ablaufenden Vorgänge einen Ballast darstellt, wie das insbesondere bei Vergasungsreaktoren zur Erzeugung von Reduktionsgasen zum Einblasen in einen Hochofen zur Roheisenerzeugung der Fall ist, so ist es vorteilhaft, wenn die auf die durchgesetzte Menge an staubförmigem Material bezogene Fördergasmenge minimiert wird. Diese Anforderung wird dann erfüllt, wenn der Transport der staubförmigen Materialien mittels einer Fließförderung erfolgt. Die DD — EB — 141 164 „Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Roheisen im Hochofen" beschreibt eine Verfahrensweise zur Erzeugung und zum Einblasen von heißen Reduktionsgasen auf der Basis fester Brennstoffe, die eine Fließförderung beinhaltet. Nach DD-EB- 141 164 sind am Umfang des Hochofens Vergasungsreaktoren angeordnet, in welchen im Parallelbetrieb der Umsatz staubförmiger Brennstoffe zu einem CO- und H₂-haltigen Reduktionsgas erfolgt. Die Versorgung eines Vergasungsreaktors erfolgt durch eine Staub/Trägergas-Suspension, die in einem Behältersystem, bestehend aus Druckschleusenbehälter und Dosierbehälter erzeugt wird. Dabei wird das Trägergas in den Unterteil des Dosierbehälters eingeblasen, wodurch eine auf einem Anströmboden lagernde Schüttung des staubförmigen Brennstoffes in eine partielle Wirbelschicht überführt wird, so daß der staubförmige Brennstoff als dichte Suspension in Trägergas unter Wirkung des zwischen Dosierbehälter und Vergasungsreaktor bestehenden Differenzdruckes in eine Förderleitung einfließt, deren Anfang in die partielle Wirbelschicht eintaucht. Dabei sollen Geschwindigkeiten derTrägergas-Staub-Suspension von 1 bis 12 m/s erreicht werden, die einen praktisch verschleißfreien Betrieb ermöglichen. Da Beladungsverhältnisse von Feststoff zu Trägergas von über 300 kg/m³ Trägergas im Betriebszustand bestehen, gelangen nur unwesentliche Trägergasmengen in den Vergasungsreaktor. Ein Nachteil des Verfahrens nach DD-EB- 141 164 besteht darin, daß die Strömung des staubförmigen Brennstoffes beim Eintritt in den Vergasungsreaktor pulsiert und dadurch der staubförmige Brennstoff ungleichmäßig vergast wird. Dieser unvorteilhafte Effekt tritt naturgemäß desto stärker in Erscheinung, je größer das Verhältnis der absoluten Drücke im Dosiergefäß und im Vergasungsreaktor infolge einer relativ großen Entfernung zwischen diesen gewählt werden muß. Außerdem entstehen dabei Geschwindigkeiten der Suspension des staubförmigen Brennstoffes, die zu einem erheblichen Verschleiß der Förderleitung, insbesondere an deren Ende, führen. Das Verfahren nach DD EB- 141 164 ist also besonders an Hochöfen mit relativ geringem Heißwinddruck in seiner Anwendbarkeit eingeschränkt, da in diesem Falle der absolute Druck im Vergasungsreaktor ebenfalls relativ niedrig ist.

   Ziel der Erfindung

   Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Zuführung staubförmiger Materialien in Reaktionsgefäße, daß bei minimaler Beaufschlagung des Reaktionsgefäßes mit Fördergas eine gleichmäßige Umsetzung der staubförmigen Materialien im Reaktionsgefäß oder/und einen minimalen Verschleiß der Förderleitungen gewährleistet.

   Darstellung des Wesens der Erfindung

   Für den Transport staubförmiger Materialien sind verschiedene technische Lösungen bekannt. Zur Zuführung staubförmiger Materialien in Reaktionsgefäße erscheint eine Fließförderung vorteilhaft, da in diesem Falle das Reaktionsgefäß mit minimalen Mengen an Fördergas, das oftmals für die im Reaktionsgefäß ablaufenden Vorgänge einen Ballast darstellt, beaufschlagt wird, !isbesondere „Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Roheisen im Hochofen" nach DD-EB- 141 164 beinhalten eine Fließforderung. Der wesentliche Nachteil dieser und ähnlicher techniiciier Lösungen besteht darin, daß bei relativ großer Lunge der Förderleitung oder/und relativ niedrigem Druck im Reaktionsgefäß die Strömung des staubförmigen Materials pulsiert oder/und die Geschwindigkeit des staubförmigen Materials auf Werte ansteigt, die einen intensiven Verschleiß der Förderleitung hervorrufen. Deshalb ist ein Verfahren zur Zuführung staubförmiger Materialien in Reaktionsgefäße Aufgabe der Erfindung, das es erlaubt, auch bei relativ großen Längen einer ein Fördergefäß und das Reaktionsgefäß verbindenden Förderleitung oder/und relativ niedrigem : Druck im Reaktionsgefäß die typischen Eigenschaften einer Fließförderung, insbesondere relativ niedrige Fördergeschwindigkeiten und Stetigkeit der Strömung, über die gesamte Länge der Förderleitung zu realisieren. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß wie folgt gelöst:

   In bekannter Weise wird in einem Fördergefäß eine Suspension eines einem Reaktionsgefäß zuzuführenden staubförmigen Materials in einem Fördergas erzeugt und mit hoher Dichte von einer in dem Fördergefäß beginnenden, zu dem Reaktionsgefäß führenden Förderleitung aufgenommen.

   Erfindungsgemäß werden der Suspension definierte Mengen Fördergas an einer oder mehreren Stellen der Förderleitung entzogen. Dadurch wird erreicht, daß ein Übergang der Fließförderung zu einer Ballenförderung, der dadurch bedingt ist, daß die Dichte der Suspension mit abnehmendem Druck beim Durchfließen der Förderleitung ebenfalls abnimmt, unterbunden wird. Naturgemäß wird dadurch ebenfalls die Fließaeschwindiakeit der SusDension bearenzt. Die Förderleituna wird in Abschnitte unterteilt, die durch die