DD268835C2

DD268835C2 - METHOD AND DEVICE FOR DELIVERING DUST-SOFT MATERIALS

Info

Publication number: DD268835C2
Application number: DD25418383A
Authority: DD
Inventors: Rolf Guether; Klaus Scheidig; Jens Lahr; Guenter Froemer; Klaus Appelfelder; Manfred Lattermann; Heinz Bachstein; Norbert Boesel; Reinhard Moesch; Willi Kuehn; Bruno Kuehn; Peter Goehler; Manfred Schingnitz; Horst Kretschmer; Guenter Tietze
Original assignee: Rolf Guether; Klaus Scheidig; Jens Lahr; Guenter Froemer; Klaus Appelfelder; Manfred Lattermann; Heinz Bachstein; Norbert Boesel; Reinhard Moesch; Willi Kuehn; Bruno Kuehn; Peter Goehler; Manfred Schingnitz; Horst Kretschmer; Guenter Tietze
Priority date: 1983-08-24
Filing date: 1983-08-24
Publication date: 1990-10-24
Also published as: DD268835A3; CS266362B1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zuführung staubförmiger Materialien, vorzugsweise in das Gestell vr η Schachtöfen, insbesondere von Braunkohlenstaub in das Gestell von Hochöfen zur Roheisenerzeugung, in unmittelbar an einem Hochofen angeordnete Vergasungsreaktoren zur Erzeugung heißer Reduktionsgase und in das Metallbad eines Aggregates zur Stahlerzeugung.The invention relates to a method and a device for supplying dusty materials, preferably in the frame vr η shaft furnaces, especially lignite dust in the frame of blast furnaces for pig iron production, arranged directly at a blast furnace gasification reactors for generating hot reducing gases and in the metal bath of an aggregate steel production.

Characteristic of the known technical solutions

In verschiedenen Bereichen der Technik, insbesondere in der metallurgischen und der chemischen Industrie, werden staubförmige Materialien Reaktionsgefäßen zugeführt. Insbesondere wird in das Gestell eines Hochofens zur Roheisenerzeugung Kohlenstaub eingeblasen, um hochwertige gasförmige, flüssige tv.w. feste Brennstoffe zu ersetzen und/ oder den spezifischen Verbrauch von metallurgischem Koks zu verringern.In various fields of technology, especially in the metallurgical and chemical industries, dusty materials are fed to reaction vessels. In particular, coal dust is blown into the frame of a blast furnace to produce pig iron to produce high quality gaseous liquid tv.w. replace solid fuels and / or reduce the specific consumption of metallurgical coke.

In der DE-OS 1433327 wird ein Verfahren zur Einführung von festem Material in eine Reaktionszone, beispielsweise in einen Hochofen, offenbart. Mit Hilfe eines Zyklonabscheiders am Ende der Förderleitung, unmittelbar über den Einführungsstelle in den Hochofen wird gewährleistet, daß nur ein geringer Teil des für die pneumatische Förderung benötigten Fördergases in den Hochofen eintritt. Jedoch erfordert der Zyklonabscheider unweigerlich zusätzliche aufwendige Anlagen, wie eine Druckregulierung im Zyklon und eine Staubreinigung für das Abgas. Ferner resultiert aus der verschleißintensiven pneumatischen Förderung p<ne unzureichende Betriebssicherheit der Förderleitung.In DE-OS 1433327 a process for the introduction of solid material in a reaction zone, for example in a blast furnace, disclosed. With the help of a cyclone separator at the end of the delivery line, immediately above the point of introduction into the blast furnace, it is ensured that only a small part of the conveying gas required for the pneumatic conveyance enters the blast furnace. However, the cyclone inevitably requires additional expensive equipment, such as a pressure control in the cyclone and a dust cleaning for the exhaust gas. Furthermore, the wear-intensive pneumatic conveying results in insufficient operational safety of the delivery line.

Eine prinzipiell andere Lösung stellt die Erfindung dar, die in der DD-EB 139271 dargeiegt wird. Die hier beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen zur Zuführung staubförmiger Materialien in das Gestell von Schachtöfen heinhalten das ( nblasen eines Trägergases in das Unterteil eines Dosierbehälters, wodurch eine auf einem Anströmboden lagernde Staubschüttung in eine partielle Wirbelschicht überführt wird, so daß das staubförmige Material als dichte Suspension in Trägergas unter Wirkung des zwischen Dosierbehälter und Schachtofen bestehenden Differenzdruckes in die Förderleitung einfließt, deren Anfang in die partielle Wirbelschicht eintaucht. Dabei werden Geschwindigkeiten der Trägergas-Staub-Suspension von 1 bis 12 m/s erreicht, die einen praktisch verschleißfreien Betrieb ermöglichen. Da Beladungsverhältnisse von Feststoff zu Trägergas von über 300kg/m³ Trägergas im Betriebszustand bestehen, was das 15 bis 30fache der mit herkömmlichen Technologien erreichten Werte darstellt, gelangen nur unwesentliche Trägergasmengen in den Hochofen. Eine Einschränkung der Anwendungsmöglichkeiten dieser Dichtstromtechnologie besteht darin, daß für jede konkrete Förderanlage eine Durchsatzgrenze existiert, die nicht unterschritten werden kann. Das heißt, daß es im Unterschied zu den auf der herkömmlichen pneumatischen Fördertechnologie beruhenden Verfahren, wie zum Beispiel dem in der DE-OS 1433372 beschriebenen, nicht möglich ist, das Reaktionsgefäß mit relativ kleinen Staubmengin zu beaufschlagen, was jedoch für die Führung des Prozesses im Reaktionsgefäß, insbesondere für den Wärmehaushalt des Hochofens, erforderlich ist.A fundamentally different solution is the invention, which is Dargeiegt in DD-EB 139271. The methods and devices described herein for feeding dusty materials into the frame of shaft furnaces include blowing a carrier gas into the bottom of a metering vessel, thereby transferring a bed of dust stored on an inflow bed into a partial fluidized bed so that the dusty material will form a dense suspension Carrier gas flows under the effect of existing between the metering tank and shaft furnace differential pressure in the feed line, the beginning of which dips into the partial fluidized bed.There are velocities of the carrier gas-dust suspension of 1 to 12 m / s achieved, which allow a practically wear-free operation From solid to carrier gas of over 300kg / m ³ carrier gas in the operating state exist, which represents 15 to 30 times the values achieved with conventional technologies, arrive only insignificant carrier gas quantities in the blast furnace g the applications of this dense phase technology is that there is a throughput limit for each concrete conveyor, which can not be exceeded. This means that, in contrast to the methods based on conventional pneumatic conveying technology, such as that described in DE-OS 1433372, it is not possible to pressurize the reaction vessel with relatively small amounts of dust, which is, however, essential for the management of the process Reaction vessel, in particular for the heat balance of the blast furnace, is required.

Object of the invention

Ziel der Erfindung sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zumEinbringen staubförmiger Materialien, insbesondere in das Gestell von Hochöfen, im Dichtstrom, die eine für die Führung des Prozesses optimale Dosierung der staubförmigen Materialien ermöglichen.The aim of the invention is a method and an apparatus for introducing dust-like materials, in particular in the frame of blast furnaces, in the dense stream, which allow an optimal dosage of the dust-like materials for the guidance of the process.

Presentation of the nature of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Einbringen staubförmiger Materialien insbesondere in das Gestell von Hochöfen zur Roheisenerzeugung, bei hoher Dosiergenauigkeit, geringem Energiebedarf und geringer Beaufschlagung des Reaktionsgefäßes mit dem Trägergas die Zuführung auch relativ kleiner Staubmengen zu verwirklichen. Die bisher bekannten technischen Lösungen beruhen auf Verfahrensprinzipien entweder der herkömmlichen pneumatischen Fördertechnik oder der Dichtstromfördertechnik. Letztere hat neben einer Reihe wesentlicher Vorteile gegenüber der pneumatischen Fördertechnik den Nachteil, daß die Fördermenge nur bis zu einer bestimmten unteren Grenze realisierbar ist. Die Zuführung kleinerer Staubmengen ist in Abhängigkeit von der Betriebssituation oftmals eine Notwendigkeit. Dieser Umstand führt zu einer Einschränkung der Anwendungsmöglichkeiten. Folglich ist es erforderlich, die untere Grenze der förderbaren Staubmenge zu senken, ohne vom Prinzip der Dichtstromfördertechnik abzugehenThe invention is based on the object when introducing dust-like materials in particular in the frame of blast furnaces for pig iron production, high dosing accuracy, low energy consumption and low loading of the reaction vessel with the carrier gas to realize the supply of relatively small amounts of dust. The hitherto known technical solutions are based on process principles of either the conventional pneumatic conveyor or dense phase conveyor technology. The latter has in addition to a number of significant advantages over the pneumatic conveying technology the disadvantage that the flow rate can only be realized up to a certain lower limit. The supply of smaller amounts of dust is often a necessity, depending on the operating situation. This circumstance leads to a limitation of the application possibilities. Consequently, it is necessary to lower the lower limit of the amount of dust that can be conveyed without departing from the principle of the dense-flow conveying technique

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe wie folgt gelöst: According to the invention, the object is achieved as follows:

Ausgehend vom bekannten Prinzip der Zuführung staubförmigen Materials im Dichtstrom, wie in DD 139271 beschrieben, wird das staubförmige Material aus einem Vorratsbunker in einen gegen die Umgebung abgeschlossenen Dosierbunker eingeführt. Im Unterteil des mit Druck beaufschlagten Dosierbehälters wird das staubförmige Material von einem Trägergas durchdrungen und dadurch aufgelockert. So fließt es in eine im Unterteil des Dosierbehälters beginnende Förderleitung ein und wird unter Wirkung des Differenzdruckes zwischen Dosierbehälter und Reaktionsgefäß letzterem zugeführt.Based on the known principle of supplying dusty material in the dense stream, as described in DD 139271, the dust-like material is introduced from a storage bunker in a closed against the environment metering bunker. In the lower part of the pressurized metering container, the dust-like material is penetrated by a carrier gas and thereby loosened up. Thus, it flows into a beginning in the lower part of the dosing hopper delivery line and is supplied under the effect of the differential pressure between dosing and reaction vessel latter.

Gemäß der Erfindung wird dem in den Förderleitungen strömenden, mit staubförmigem Material hoch beladenen Trägergas im Abstand vom Beginn der Förderleitung von bis zu 15, vorzugsweise bis zu 6, Durchmessern der Eintrittsöffnung der Förderleitung Zusatzträgergas mit Hilfe eines Zusatzträgergaseinspeisers beigemischt, wobei der Volumenstrom von Zusatzträgergas unabhängig von der Fördermenge an staubförmigem Material innerhalb eines Bereichs bis zu 2,0m³ (gemessen im Betriebszustand im Dosierbehälter) je Sekunde und je m* lichter Querschnittsfläche der Förderleitung eingestellt wird. Das Zusatzträgergas wird dabei dem Zusatzträgergaseinspeiser durch eine der Förderleitung zugeordneten Zusatzträge rgaszuleitung zugeführt. Es wurde überraschend gefunden, daß bei Einhaltung dieser B'idingungen die dem Gestell des Schach 'ofens zugeführte Menge an staubförmigem Material regelbar bis auf z. B. 20% der Maxinruilleistung abgesenkt werden kann, dabei das Prinzip der Dichtstromförderung mit hohen Feststoff-Trägergas-Verhältnisse,t und Fördergeschwindigkeiten kleiner als 12 m/s beibehalten wird, auch relativ lange Förderleitungen zwischen Dosierbehälter und Gestell betrieben werden können und Verstopfungen, Unstetigkeiten oder Pulsationen der Förderung auch bei kleiner Last vermieden werden.According to the invention, the carrier gas flowing in the delivery lines, highly laden with dusty material at a distance from the beginning of the delivery line of up to 15, preferably up to 6, diameters of the inlet opening of the delivery line added Zusatzträgergas using a Zusatzträgergaseinspeisers, wherein the volume of additional carrier gas independently of the flow rate of dusty material within a range up to 2.0m ³ (measured in the operating state in the dosing) per second and per m * clear cross-sectional area of the delivery line is set. The additional carrier gas is fed to the Zusatzträgergaseinspeiser by one of the feed line associated additional rgaszuleitung. It has surprisingly been found that in compliance with these B'idingungen the frame of the chess' stove supplied amount of dusty material adjustable up to z. B. 20% of Maxinruilleistung can be lowered, while the principle of dense phase conveying with high solids carrier gas ratios, t and delivery rates is maintained less than 12 m / s, and relatively long delivery lines between dosing and rack can be operated and blockages, discontinuities or pulsations of the promotion can be avoided even at low load.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn in einem Unterteil des Dosierbehälters oder in einem Abschnitt des Unterteils eine oder auch mehrere Förderleitungen eingeführt sind. Jede Förderleitung ist an ihrem Beginn, stromaufwärts vom Zusatzträgerga.^ceinspeiser mit einem vorzugsweise auswechselbaren Förderleitungsteil versehen und mit der jeweiligen Einspeisestelle am Schachtofengestell verbunden.It has proven to be advantageous if one or more delivery lines are introduced in a lower part of the dosing or in a portion of the lower part. Each pipeline is at its beginning, upstream from the Zusatzträgerga. ^c feeder provided with a preferably replaceable conveyor line part and connected to the respective feed point on the shaft furnace frame.

Eine weitere Senkung der unteren Grenze der förderbaren Staubmenge wird erreicht, wenn die Nennweite des Förderleitungsteils erfindungsgemäß bis zu 20% kleiner als die Nennweite der sich anschließenden Förderleitung ausgeführt ist. Jedoch zieht dies ein Sinken der größtmöglichen im Dichtstrom förderbaren Staubmenge nach sich. Deshalb ist es vorteilhaft, daß gemäß der Erfindung dieser Förderleitungsteil auswechselbar gestaltet ist, da in diesem Falle mit ein und derselben Förderanlage ohne Veränderungen an der Förderleitung vom Dosierbehälter zum Reaktionsgefäß bei gleichen äußeren Bedingungen unterschiedliche, durch verschobene Förderbereiche gekennzeichnete Förderkennlinien realisiert werden können, was bei langfristigen Änderungen in der Führung des Reaktiongsgefäßes erforderlich sein kann.A further reduction in the lower limit of the amount of dust that can be conveyed is achieved if the nominal width of the delivery line part is designed according to the invention to be 20% smaller than the nominal width of the subsequent delivery line. However, this entails a decrease in the largest possible amount of dust that can be conveyed in the dense stream. Therefore, it is advantageous that according to the invention, this conveyor line part is designed interchangeable, since in this case with one and the same conveyor without changes to the delivery line from the dosing to the reaction vessel under the same external conditions different, characterized by shifted conveyor areas conveyor characteristics can be realized, which at long-term changes in the management of the Reaktionsgsgefäßes may be required.

Die Zusatzträgergaszuleitung kann in beliebiger Weise ausgeführt werden. Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, wenn diese so verlegt ist, daß sie im oberen Teil des Dosierbehälters die Behälterwand durchstößt, hier an die jeweilige Förderleitung heranführt und dann bis zum Zusatzträgergaseinspeiser parallel zu dieser Förderleitung in deren unmittelbarer Nähe verläuft. Der Zusatzträgergaseinspeiser kann mittels bekannter technischer Mittel realisiert werden. Es hat sich jedoch in Verbindung mit vorliegender Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen, den Zusatzträgergaseinspeiser in der Form zu gestalten, daß die Rohrwand der Förderleitung durch ein poröses, gasdurchlässiges Rohrstück gleichen lichten Durchmessers ersetzt ist, das vonThe Zusatzträgergaszuleitung can be performed in any way. However, it has proven to be advantageous if this is laid so that it penetrates the container wall in the upper part of the dosing, here leads to the respective delivery line and then runs parallel to the Zusatzträgergaseinspeiser to this conveyor line in the immediate vicinity. The Zusatzträgergaseinspeiser can be realized by known technical means. However, it has been found in connection with the present invention to be particularly advantageous to make the Zusatzträgergaseinspeiser in the form that the pipe wall of the delivery line is replaced by a porous, gas-permeable pipe section of the same clear diameter, the

einer Ringkammer umgeben ist, in die die Zusatzträgergaszuleitung mündet. Als poröses, gasdurchlässiges Rohrstück können ein keramisches Filterrohr, ein poröses Sintermetallrohr oder bekannte ähnliche Materialien herangezogen werden. Das Verhältnis von Länge des porösen gasdurchlässigen Rohrstückes zu dessen Durchmesser liegt im Bereich zwischen 2 und 10, vorzugsweise zwischen 3 und 7.an annular chamber is surrounded, in which the Zusatzträgergaszuleitung opens. As a porous, gas-permeable pipe section, a ceramic filter tube, a porous sintered metal tube or known similar materials can be used. The ratio of the length of the porous gas-permeable pipe section to its diameter is in the range between 2 and 10, preferably between 3 and 7.

Als Vorteil dieser Ausführung erweist sich, daß der Zusatzträgergasvolumenstrom bei vergleichbarem Effekt besonders klein gehalten werden kann.An advantage of this embodiment proves that the Zusatzträgergasvolumenstrom can be kept particularly small with a comparable effect.

embodiment

Da β erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung werden anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. In der Zeichnung zeigtSince β inventive method and the device will be explained with reference to an embodiment shown in a drawing. In the drawing shows

Fig. 1: Scheme of a dosing with additional carrier gas supply.

Bei der Ausführungsform des Verfahrens nach Fig. 1 wird ein zur Einspeisung in ein Reaktionsgefäß vorgesehenes staubförmiges Material durch eine verschließbare Behälteröffnung 1 aus einem Vorratsbunker, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer oder mehrerer Druckschleusen,- einem Dosierbehälter 2 zugeführt.In the embodiment of the method according to FIG. 1, a dusty material provided for feeding into a reaction vessel is fed through a closable container opening 1 from a storage bunker, optionally with the interposition of one or more pressure locks, to a dosing container 2.

Durch die Wirkung der Schwerkraft rutscht das staubförmige Material in den Unterteil 3 des Dosierbehälters 2. Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens erläutert, bei der im Dosierbehälter 2 nur eine Förderleitung 4 mit staubförmigem Material beaufschlagt wird. Die Förderung des staubförmigen Materials durch die Förderleitung 4 beginnt, wenn, nachdem der Dosierbehälter 2 auf den erforderlichen Druck gespannt wurde, über eine frägergaszuleitung 5 einem aus porösem Material, wie z. B. Filz, bestehendem Anströmboden 6 ein Trägergas zugeführt wird. Gleichzeitig wird mittels einer Zusatzträgergaszuleitung 7 ein Zusatzträgergas einem Zusatzträgergaseinspeiser 8 zugeführt, der gewährleistet, daß das Zusatzträgergas dem mit staubförmigem Material hoch beladenen Trägergas beigemischt wird. Der Förderleitungsici! ä ist im Zusatzträgergaseinspeiser 8 eingeschraubt und dadurch nach Leeren, Entspannen und Öffnen des Dosierbehälters auswechselbar.By the action of gravity, the dusty material slips into the lower part 3 of the dosing 2. It will be explained an embodiment of the method in which in the dosing 2 only one feed line 4 is acted upon with dust-like material. The promotion of the dust-like material through the delivery line 4 begins when, after the metering 2 was tensioned to the required pressure, via a frägergaszuleitung 5 a porous material such. B. felt, existing distributor plate 6, a carrier gas is supplied. At the same time an additional carrier gas is fed to a Zusatzträgergaseinspeiser 8 by means of a Zusatzträgergaszuleitung 7, which ensures that the additional carrier gas is mixed with the highly laden with staubförmigem material carrier gas. The funding policy! ä is screwed into the Zusatzträgergaseinspeiser 8 and thereby interchangeable after emptying, relaxing and opening the dosing.

Mit dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel wird Braunkohlenstaub dem Gestell eines Schachtofens, einem Vergasungsreaktor oder Kalkstaub einem bodenblasenden Sauerstoffkonverter zugeführt. Im Fall dnr Zuführung von Braunkohlenstaub in das Gestell eines Schachtofens mit einem Druck von 0,21 MPa (a), bei einer Länge der Förderleitung von 70 m und einem lichten Durchmesser der Förderleitung von 10mm werden Durchsätze zwischen 100 und 600 kg/h Staub erreicht, wobei sich abhängig vom Durchsatz im Dosierbehälter Drücke zwischen 0,3 und 0,6 MPa (a) einstellen. Die Zusatzträgergasmenge beträgt etwa 1,2 m³ i. N./h, entsprechend 1,1 bis 0,76m³ (im Betriebszustand) je m² Querschnitt der Förderleitung und Sekunde. Die Fördergeschwindigkeiten liegen zwischen 2 und 7m/s.With the example shown in FIG. 1, brown coal dust is fed to the frame of a shaft furnace, a gasification reactor or lime dust to a bottom-blowing oxygen converter. In the case of feeding lignite dust into the frame of a shaft furnace with a pressure of 0.21 MPa (a), with a length of the delivery line of 70 m and a clear diameter of the delivery line of 10 mm, throughputs of between 100 and 600 kg / h dust are achieved , depending on the throughput in the dosing set pressures between 0.3 and 0.6 MPa (a). The additional carrier gas amount is about 1.2 m ³ i. N./h, corresponding to 1.1 to 0.76m ³ (in the operating state) per m ² cross section of the delivery line and second. The conveying speeds are between 2 and 7m / s.

Claims

1. A method for supplying dusty materials, preferably in the frame of shaft furnaces, in particular lignite dust in the frame of blast furnaces for pig iron production, arranged directly at a blast furnace gasification reactors for generating hot reducing gases and in the metal bath of an aggregate for steelmaking, wherein the dust-like material in a lower part of a Dosierbehältors by blowing a gaseous medium as a carrier gas locally loosened or transferred to a partial fluidized bed and as a dense suspension in carrier gas with a loading of more than about 300 kg of dusty material per m ³ carrier gas (measured in the operating state) in entering into the loosened layer or partial fluidized bed and beginning there, leading to the frame conveying line occurs, characterized in that the si.omenden in the delivery line suspension by means of a Zusatzträgergaseinspeisers in a vo Up to 15, preferably up to 6, diameters of the inlet opening of the delivery line additional carrier gas is admixed at the beginning of the delivery line to the center of the additional carrier gas feeder, the volume flow of additional carrier gas being independent of the delivery amount of dusty material within a range of up to 2 m ³ ( measured in the operating state) per second and per m ² clear cross-sectional area of the delivery line is measured.

2. Apparatus for carrying out the method according to item 1, characterized in that in a lower part (3) of the dosing (2) or in a portion of the lower part (3) one or more conveying lines (4) protrude, here with the respective Zusatzträgergaseinspeisern (8) upstream conveying line parts (9) and are connected to the feed points on the shaft furnace frame and that each Zusatzträgergaszuleitung (7) is laid so that in the upper part of the dosing (2) pierces the container wall, here to the respective delivery line (4) and then to the Zusatzträgergaseinspeiser (8) runs parallel to this feed line in their immediate vicinity.

3. A device according to item 2, characterized in that the conveying line parts (9) are designed interchangeable and their diameter is up to 20% smaller than the diameter of the subsequent delivery line (4) is executed.

4. The device according to item 1 and item 2, characterized in that the Zusatzträgergaseinspeiser (8) from a used in the pipe wall of the feed line, porous, gas-permeable pipe section of the same clear diameter, which is surrounded by an annular chamber into which the Zusatzträgergaozuleitung opens.

5. The device according to item 4, characterized in that the ratio of length of the porous, gas-permeable pipe section to its diameter in the range of 2 to 10, preferably from 3 to 7.