DE102015008090A1 - Method and system for operating a Corex or Finex system - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren zum Betreiben einer eine Reduktionseinrichtung und einen Schmelzvergaser aufweisenden Corex-Anlage oder Finex-Anlage zur Herstellung von Eisenschwamm und von Roheisen beschrieben, bei dem Kokereigas aufbereitet und als Reduktionsgas im Betrieb der Corex-Anlage oder Finex-Anlage verwendet wird. Ferner wird eine zugehörige Anlage offenbart.The invention relates to a method for operating a Corex plant or a Finex plant for producing sponge iron and pig iron having a reduction device and a melt gasifier, in which coking gas is processed and used as reducing gas during operation of the Corex plant or Finex plant. Furthermore, an associated attachment is disclosed.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer eine Reduktionseinrichtung und einen Schmelzvergaser aufweisenden Corex- oder Finex-Anlage zur Herstellung von Eisenschwamm und von Roheisen.The present invention relates to a method for operating a reduction device and a melt gasifier having Corex or Finex plant for producing sponge iron and pig iron.
Das Corex- und das Finex-Verfahren sind ein zweistufiges Schmelzreduktionsverfahren, in dem Roheisen auf Basis nichtverkokter Kohle und Eisenerzen hergestellt werden kann. Ziel des Schmelzreduktionsverfahrens ist es, durch die Kombination von Schmelzprozess, Kohlevergasung und Direktreduktion flüssiges Eisen zu erzeugen, dessen Qualität dem Hochofenroheisen entspricht. Die Schmelzreduktion kombiniert den Prozess der Direktreduktion (Vorreduktion von Eisenoxid zu Eisenschwamm) mit einem Schmelzprozess (Endreduktion). Der Prozess läuft zweistufig in getrennten Aggregaten ab. Zuerst werden die Erze zu Eisenschwamm reduziert, und im zweiten Schritt erfolgt die Endreduktion, das Aufschmelzen und die Aufkohlung zu Roheisen.The Corex and Finex processes are a two-stage smelting reduction process in which pig iron based on uncarbored coal and iron ores can be produced. The aim of the smelting reduction process is to produce liquid iron, the quality of which corresponds to blast furnace pig iron, by combining melting process, coal gasification and direct reduction. The smelting reduction combines the process of direct reduction (prereduction of iron oxide to sponge iron) with a melting process (end reduction). The process runs in two stages in separate units. First, the ores are reduced to sponge iron, and in the second step, the final reduction, the melting and the carburizing to pig iron.
Zurzeit wird Kokereigas meistens für Heizzwecke und die Erzeugung von Strom und viel seltener zur Wasserstoffherstellung genutzt. In den letzten Jahren sind jedoch Verfahren entwickelt worden, bei denen aus Kokereigas neben Wasserstoff auch Methan hergestellt wird. Der Hauptnachteil dieser Verfahren ist der enorme Aufwand für die Reinigung und Aufbereitung des Kokereigases und für die Entsorgung der Reinigungsprodukte sowie die Umweltbelastung durch verschiedene toxische Bestandteile. Zudem ist der Energieaufwand für die Reinigung und weitere Verarbeitung des Kokereigases und die Herstellung von Wasserstoff oder von Methan sehr groß.Currently, coke oven gas is mostly used for heating purposes and the production of electricity and much less for hydrogen production. In recent years, however, processes have been developed in which Kokereigas in addition to hydrogen and methane is produced. The main drawback of these processes is the enormous expense of cleaning and conditioning the coke oven gas and disposing of the cleaning products as well as the environmental impact of various toxic components. In addition, the energy required for the purification and further processing of the coke oven gas and the production of hydrogen or methane is very large.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage der beschriebenen Art zu schaffen, die auf besonders effiziente Weise realisiert werden können.The present invention has for its object to provide a method and a system of the type described, which can be realized in a particularly efficient manner.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Betreiben einer eine Reduktionseinrichtung und einen Schmelzvergaser aufweisenden Corex- oder Finex-Anlage zur Herstellung von Eisenschwamm und von Roheisen gelöst, bei dem Kokereigas aufbereitet und als Reduktionsgas im Betrieb der Corex- oder Finex-Anlage verwendet wird.This object is achieved by a method for operating a reduction device and a melt gasifier having Corex or Finex plant for the production of sponge iron and pig iron, prepared in the Kokereigas and used as a reducing gas in the operation of the Corex or Finex plant.
Ferner wird obige Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens gelöst, die als Corex- oder Finex-Anlage ausgebildet ist und einen Schmelzvergaser und eine oberhalb des Schmelzvergasers oder neben dem Schmelzvergaser angeordnete Reduktionseinrichtung aufweist, wobei die Anlage Einrichtungen zur Aufbereitung und Verwendung von Kokereigas als Reduktionsgas im Betrieb der Corex- oder Finex-Anlage besitzt.Furthermore, the above object is achieved by a plant for carrying out this method, which is designed as a Corex or Finex plant and a melt gasifier and above the Schmelzvergasers or next to the Schmelzvergaser arranged reduction device, the plant facilities for the preparation and use of Kokereigas as a reducing gas during operation of the Corex or Finex plant.
Erfindungsgemäß wird ein neues einfaches Verfahren zur Verfügung gestellt, mit dem das Kokereigas ohne großen technischen Aufwand so aufbereitet wird, dass es als Reduktionsgas zur Herstellung von Eisenschwamm und Roheisen in einer Corex- oder Finex-Anlage verwendet werden kann.According to the invention, a new simple method is provided with which the coke oven gas is processed without great technical effort so that it can be used as a reducing gas for the production of sponge iron and pig iron in a Corex or Finex plant.
In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Überschusswärme/Abwärme des Vergasergases, Reduktionsgases, Topgases und/oder Überschussgases der Corex- oder Finex-Anlage zur Erhitzung des Kokereigases für die Herstellung von Reduktionsgas verwendet. Bei der Aufbereitung des Kokereigases werden dabei toxische Bestandteile, Methan und höhere Kohlenwasserstoffe desselben zu Kohlenmonoxid und Wasserstoff zerlegt.In a further development of the method according to the invention, the excess heat / waste heat of the gasification gas, reducing gas, top gas and / or excess gas of the Corex or Finex plant is used to heat the coke oven gas for the production of reducing gas. During the treatment of the coke oven gas toxic components, methane and higher hydrocarbons thereof are decomposed to carbon monoxide and hydrogen.
In Weiterbildung der Erfindung wird das Kokereigas somit zum größten Teil nach Erhitzung durch Überschusswärme des Vergaser- bzw. des Reduktionsgases und/oder durch Abwärme des Topgases und/oder des Überschussgases und zum Teil kalt dem Vergasergas in verschiedenen Aggregaten der Corex- oder Finix-Anlage zugeführt, zum Reduktionsgas aufbereitet und vermischt mit dem Vergasergas als Reduktionsmittel zur Herstellung von Eisenschwamm verwendet.In a further development of the invention, the Kokereigas is thus for the most part after heating by excess heat of the carburetor or the reduction gas and / or by waste heat of the top gas and / or the excess gas and partly cold the carburetor gas in various aggregates of the Corex or Finix plant fed, recycled to the reducing gas and mixed with the gas used as a reducing agent for the production of sponge iron.
Bei einer speziellen Ausführungsform wird das Kokereigas mit Vergasergas vermischt und als Reduktionsgas der Reduktionseinrichtung zugeführt.In a specific embodiment, the coking gas gas is mixed with gasification gas and fed as reducing gas to the reduction device.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Corex- oder Finex-Anlage mit einer zweiten Reduktionseinrichtung, insbesondere einer DRI-Reduktionseinrichtung, zur Herstellung von Eisenschwamm betrieben. In einer solchen DRI(Direct Reduced Iron)-Anlage wird Eisenschwamm hergestellt, wobei in diesem Prozess bei erhöhten Temperaturen H2 und CO direkt mit Eisenoxiden reagieren, ohne Eisenerz oder Pellets zu schmelzen.In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, the Corex or Finex plant is operated with a second reduction device, in particular a DRI reduction device, for the production of sponge iron. In such a Direct Reduced Iron (DRI) plant, sponge iron is produced, in which process at elevated temperatures H 2 and CO react directly with iron oxides without melting iron ore or pellets.
Zielsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorzugsweise, die Überschusswärme des Vergaser- bzw. Reduktionsgases und die Abwärme des Top- und Überschussgases, die in Wasch- und Kühlanlagen verschwendet wird, soweit wie technisch und wirtschaftlich sinnvoll zur Erhitzung von Kokereigas auszunutzen, höhere Kohlenwasserstoffe und Methan zu zerlegen und aus Kokereigas Reduktionsgas herzustellen, das zur Herstellung von Eisenschwamm verwendet werden kann. Durch diese erfindungsgemäße Lösung wird der spezifische Ausstoß von Kohlendioxid pro Tonne Eisenschwamm und Roheisen stark reduziert. Auch die Wassermenge im Prozesswasserkreislauf wird über 50% kleiner, wodurch die einzelnen Aggregate entsprechend kleiner und billiger werden und weniger Strom verbrauchen.Objective of the method according to the invention is preferably, the excess heat of the carburetor or reducing gas and the waste heat of the top and excess gas that is wasted in washing and cooling systems, as far as technically and economically useful to use for heating Kokereigas, higher hydrocarbons and methane disassemble and produce from Kokereigas reducing gas, which can be used for the production of sponge iron. By this solution according to the invention, the specific emissions of carbon dioxide per ton of sponge iron and pig iron is greatly reduced. Also the The amount of water in the process water circuit is reduced by more than 50%, which means that the individual units are correspondingly smaller, cheaper, and consume less power.
Das in der Corex- oder Finex-Anlage aus Kokereigas produzierte zusätzliche Reduktionsgas führt zu einer besseren Aufkohlung des Eisenschwammes in der Corex- oder Finex-Reduktionseinrichtung und zu einem niedrigeren Koksverbrauch im Schmelzvergaser.The additional reduction gas produced in the Corex or Finex coking plant gas leads to better carburization of the sponge iron in the Corex or Finex reduction unit and lower coke consumption in the melter gasifier.
Durch den Einsatz von Kokereigas im Corex- oder Finex-Prozess, aus dem zusätzliches Reduktionsgas hergestellt wird, kann die Corex- oder Finex-Anlage auch mit Kohlenstoffträgern mit einem niedrigen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen betrieben werden, womit die Palette der Kohlenstoffträger, die im Corex- oder Finex-Prozess eingesetzt werden können, wesentlich erweitert wird.By using coking gas in the Corex or Finex process to produce additional reducing gas, the Corex or Finex plant can also operate on carbon carriers with a low volatiles content, bringing the range of carbon carriers found in the Corex - or Finex process can be used, is significantly expanded.
Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren wird das Kokereigas durch Überschusswärme und durch den größten Teil der Abwärme der Corex- oder Finex-Anlage auf eine so hohe Temperatur erhitzt, dass Methan und höhere Kohlenwasserstoffe mit mit Rohstoffen eingebrachtem und in der Anlage gebildeten Wasserdampf und Kohlendioxid unter katalytischer Wirkung des frisch reduzierten Eisenschwammes zur Reaktion gebracht und zu Kohlenmonoxid und Wasserstoff zerlegt werden. Dabei werden Methan und andere organische Bestandteile so weit zerlegt, dass das so aufbereitete Kokereigas, vermischt mit dem Vergasergas, als Reduktionsgas zur Herstellung von Eisenschwamm verwendet werden kann.By this method according to the invention the coking gas is heated by excess heat and by most of the waste heat of the Corex or Finex plant to such a high temperature that methane and higher hydrocarbons introduced with raw materials and formed in the plant water vapor and carbon dioxide under catalytic effect the freshly reduced sponge iron reacted and decomposed to carbon monoxide and hydrogen. In this case, methane and other organic components are decomposed so far that the thus treated Kokereigas, mixed with the carburetor gas, can be used as a reducing gas for the production of sponge iron.
Durch Nutzung der Überschuss- und Abwärme der Corex- oder Finex-Anlage und des im Gas vorhandenen und gebildeten Kohlendioxides und Wasserdampfes und katalytischer Eigenschaften des frisch reduzierten Eisenschwammes ersetzt diese einfache Aufbereitung von Kokerei- zu Reduktionsgas komplexe Reinigungsanlagen, die als Vorstufe einer weiteren Verarbeitung des Kokereigases erforderlich sind, damit es zur Herstellung von Eisenschwamm verwendet werden kann.By utilizing the excess and waste heat of the Corex or Finex plant and the carbon dioxide and water vapor present in the gas and the catalytic properties of the freshly reduced sponge iron, this simple treatment of coke oven gas and reducing gas replaces complex purification plants, which serve as a precursor to further processing of the Coke oven gas is required so that it can be used for the production of sponge iron.
Durch Ersatz des Kühlgases durch Kokereigas bei der Corex- oder Finex-Anlage ist erfindungsgemäß insbesondere vorgesehen, auf einen aufwendigen, wartungsintensiven internen Kühlgaskreislauf, in dem viel thermische Energie verschwendet wird, zu verzichten. Anstelle des Kühlgases wird dem etwa 1.050°C heißen Vergasergas das vorerhitzte oder kalte Kokereigas zugeführt, um es unter 900°C abzukühlen und gleichzeitig das Kokereigas auf die gleiche Temperatur zu erhitzen. Es wird ein Teil der Überschusswärme des Vergasergases, das über den Kühlgaskreislauf abgeführt und verschwendet wird, zur Erhitzung des Kokereigases ausgenutzt. Die restliche Überschusswärme des Vergasergases, die auch über den Kühlgaskreislauf abgeführt und verschwendet wird, wird zur Erhitzung vom im Reduktionsgaswärmetauscher vorerhitzten Kokereigas ausgenutzt, das nach weiterer Erhitzung verschiedenen Bereichen (Aggregaten) der Corex- oder Finex-Anlage zugeführt wird.By replacing the cooling gas by Kokereigas in the Corex or Finex plant according to the invention is particularly provided to dispense with a complex, high-maintenance internal cooling gas cycle in which much thermal energy is wasted. Instead of the cooling gas, the preheated or cold Kokereigas is supplied to the about 1,050 ° C hot gas to cool it below 900 ° C and at the same time to heat the Kokereigas to the same temperature. It is a part of the excess heat of the gasification gas, which is dissipated via the cooling gas circuit and wasted, used to heat the coking oven gas. The remaining excess heat of the gasification gas, which is also dissipated and wasted through the cooling gas circuit, is utilized for heating by coking gas preheated in the reducing gas heat exchanger, which after further heating is supplied to various areas (aggregates) of the Corex or Finex plant.
Speziell ist vorgesehen, dass das im Topgaswärmetauscher vorerhitzte und anschließend im Reduktionsgaswärmetauscher erhitzte Kokereigas über eine Leitung dem Reduktionsgas, über eine Leitung und Fallrohre dem Dombereich des Schmelzvergasers und dem unteren Bereich der Reduktionseinrichtung bzw. dem Zwischenbehälter oder über eine andere Leitung dem Vergasergas zugeführt wird, damit das erhitzte Kokereigas durch Vermischung mit heißeren Gasen und im Kontakt mit heißeren Feststoffpartikeln auf hohe Temperaturen erhitzt wird und durch Reaktionen mit Kohlendioxid und Wasserdampf höhere Kohlenwasserstoffe und zum größten Teil Methan zu Kohlenmonoxid und Wasserstoff zersetzt werden.Specifically, it is provided that the coker gas heated in the top gas heat exchanger and then heated in the reducing gas heat exchanger via a line to the reducing gas, the dome region of the melt gasifier and the lower portion of the reduction device or the intermediate container or via another line to the gasification gas, via a line and downpipes, so that the heated Kokereigas is heated by mixing with hotter gases and in contact with hotter solid particles to high temperatures and by reactions with carbon dioxide and water vapor higher hydrocarbons and mostly methane to carbon monoxide and hydrogen are decomposed.
Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren wird das Kokereigas durch Überschusswärme und durch den größten Teil der Abwärme der Corex- oder Finex-Anlage auf eine so hohe Temperatur erhitzt, dass Methan und höhere Kohlenwasserstoffe, mit Rohstoffen eingebrachtem und in der Anlage gebildeten Wasserdampf und Kohlendioxid, unter katalytischer Wirkung des frisch reduzierten Eisenschwammes zur Reaktion gebracht und zu Kohlenmonoxid und Wasserstoff zerlegt werden. Dabei werden Methan und andere organische Bestandteile so weit zerlegt, dass das so aufbereitete Kokereigas, vermischt mit dem Vergasergas, als Reduktionsgas zur Herstellung von Eisenschwamm verwendet werden kann.By this method, the Kokereigas is heated by excess heat and most of the waste heat of the Corex or Finex plant to such a high temperature that methane and higher hydrocarbons, introduced with raw materials and formed in the plant water vapor and carbon dioxide, under catalytic Effect of freshly reduced sponge iron reacted and decomposed to carbon monoxide and hydrogen. In this case, methane and other organic components are decomposed so far that the thus treated Kokereigas, mixed with the carburetor gas, can be used as a reducing gas for the production of sponge iron.
Durch Zuführung des Kokereigases wird der Wasserstoffanteil im Reduktionsgas erhöht, wodurch die Leistung der Reduktionseinrichtungen gesteigert wird, da die Reduktionsreaktionen der Eisenoxide durch Wasserstoff schneller verlaufen als durch Kohlenmonoxid. Außerdem wird der Temperaturanstieg in der Reduktionseinrichtung, der durch die exotherme Reaktion des Kohlenmonoxides mit Eisenoxiden zustande kommt und zur Agglomeratbildung führt, durch die endotherme Reaktion des Wasserstoffes mit Eisenoxiden, stark gebremst. Das in der Corex- oder Finex-Anlage aus Kokereigas produzierte zusätzliche Reduktionsgas führt zu einer besseren Aufkohlung des Eisenschwammes in der Corex- oder Finex-Reduktionseinrichtung und zu einem niedrigeren Koksverbrauch im Schmelzvergaser.By supplying the coke oven gas, the hydrogen content in the reducing gas is increased, whereby the performance of the reducing means is increased, since the reduction reactions of the iron oxides by hydrogen are faster than by carbon monoxide. In addition, the temperature increase in the reduction device, which is due to the exothermic reaction of the carbon monoxide with iron oxides and leads to agglomeration, strongly braked by the endothermic reaction of hydrogen with iron oxides. The additional reduction gas produced in the Corex or Finex coking plant gas leads to better carburization of the sponge iron in the Corex or Finex reduction unit and lower coke consumption in the melter gasifier.
Weiterhin ist es eine Zielsetzung der Erfindung, den Stickstoff, der in der Corex- oder Finex-Anlage für die pneumatische Förderung des heißen Staubes und als Kühl- und Spülgas genutzt wird, durch Kokereigas zu ersetzen und den Stickstoffanteil im Top- und Überschussgas zu reduzieren. Daraus ergeben sich mehrere Vorteile, wie zum Beispiel die Steigerung der Leistung der Anlage, Reduzierung der Energieverluste und Reduzierung der Stickstoffverbräuche.Furthermore, it is an object of the invention, the nitrogen, which is used in the Corex or Finex plant for the pneumatic conveying of hot dust and as cooling and purge gas, replace with coke oven gas and reduce the nitrogen content in the top and surplus gas. This results in several advantages, such as increasing the performance of the system, reducing energy losses and reducing nitrogen consumption.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird das aus Kokereigas erzeugte Reduktionsgas zum Teil in der Corex- oder Finex-Anlage und zum größten Teil in einer zweiten Reduktionseinrichtung, insbesondere einer DRI-Reduktionseinrichtung, zur Herstellung von Eisenschwamm verwendet.In another embodiment, the reducing gas produced from coking gas is used partly in the Corex or Finex plant and for the most part in a second reduction device, in particular a DRI reduction device, for the production of sponge iron.
Neben Nutzung der gesamten Überschusswärme des Corex- oder Finex-Prozesses, die beträchtlich ist und die bei im Betrieb befindlichen Anlagen verschwendet wird, und dem größten Teil der Abwärme des Top- und des Überschussgases, bringt das erfindungsgemäße Hybridverfahren enorme prozesstechnische Vorteile mit sich und reduziert wesentlich die Herstellungskosten von Roheisen und Eisenschwamm und den Ausstoß von Kohlendioxid pro Tonne Roheisen bzw. Eisenschwamm. Außerdem handelt es sich auch um ein sehr einfaches Verfahren zur Aufbereitung von Kokereigas zu Reduktionsgas, das zur Eisenschwammherstellung verwendet werden kann. Dabei werden die toxischen Bestanteile des Kokereigases zu Kohlenmonoxid und Wasserstoff zerlegt, die bei anderen Verfahren entsorgt werden müssen. Weiterhin wird fast die gesamte chemische Energie, die durch Kohle in eine Kokerei- und in die Corex- oder Finex-Anlage eingebracht wird, zur Herstellung von Roheisen und Eisenschwamm bzw. Stahl ausgenutzt.In addition to the use of the total excess heat of the Corex or Finex process, which is considerable and is wasted in operating plants, and most of the waste heat of the top and the excess gas, the hybrid process according to the invention brings with it enormous process advantages and reduces significantly the production costs of pig iron and sponge iron and the emission of carbon dioxide per ton of pig iron or sponge iron. It is also a very simple process for treating coke oven gas into reducing gas that can be used to make sponge iron. The toxic constituents of the coke oven gas are decomposed to form carbon monoxide and hydrogen, which must be disposed of in other processes. Furthermore, almost all the chemical energy that is introduced by coal into a coking plant and into the Corex or Finex plant is utilized for the production of pig iron and sponge iron or steel.
Das Topgas aus der Corex- oder Finex-Reduktionseinrichtung wird vorzugsweise nach Abgabe der Abwärme im Wärmetauscher, nach Waschen, Kühlen und Verdichten einer PSA-Anlage zugeführt, in der Kohlendioxid ausgeschieden wird. Bei der PSA-Anlage handelt es sich um eine Anlage, die die Eigenschaft hat, kleinere Moleküle, wie H2, N2, CO, durchzulassen und größere und schwerere Moleküle, wie CO2, H2S, zurückzuhalten. PSA bedeutet Pressure Swing Adsorption. Bekanntlich wird der Stickstoff in der vorgesehenen PSA-Anlage nicht ausgeschieden. Da sein Anteil aus prozesstechnischen Gründen im Reduktionsgas für die DRI-Reduktionseinrichtung unter 10% liegen soll, führt die Reduzierung seines Anteiles im Top- und Überschussgas der Corex- oder Finex-Anlage zu einem höheren Nutzungsgrad dieser Gase und zur Produktion einer größeren Eisenschwammmenge. Das Produktgas aus der PSA-Anlage, dem Überschussgas zugegeben wird, wird in einem Wärmetauscher und anschließend in einem direkten Gaserhitzer auf die erforderliche Temperatur gebracht bevor es der DRI-Reduktionseinrichtung zugeführt wird. Um Wärmetauscher vor der ”Pitting Korrosion” zu schützen wird dem CO reichen Produktgas eine begrenzte Menge des Wasserdampfes zugeführt um das Gas auf höhere Temperaturen im Wärmetauscher erhitzen zu können.The top gas from the Corex or Finex reduction device is preferably supplied after discharge of the waste heat in the heat exchanger, after washing, cooling and compression of a PSA plant in which carbon dioxide is eliminated. The PSA plant is a facility that has the property of permitting smaller molecules, such as H 2 , N 2 , CO, to pass through and retain larger and heavier molecules, such as CO 2 , H 2 S. PSA means pressure swing adsorption. As is known, the nitrogen is not eliminated in the planned PSA plant. Since its share in the reducing gas for the DRI reduction device should be below 10% for process reasons, the reduction of its share in the top and surplus gas of the Corex or Finex plant leads to a higher degree of utilization of these gases and to the production of a larger amount of sponge iron. The product gas from the PSA plant, to which excess gas is added, is brought to the required temperature in a heat exchanger and then in a direct gas heater before it is fed to the DRI reduction device. In order to protect heat exchangers from "pitting corrosion" the CO rich product gas is supplied to a limited amount of water vapor in order to heat the gas to higher temperatures in the heat exchanger can.
Bei erfindungsgemäßen Verfahren wird dem kohlenmonoxid- und wasserstoffhaltigen Gas, anstelle des Wasserdampfes, das im Überschussgaswärmetauscher abgekühlte und in einer Gaswäsche gewaschene Überschussgas mit einer erhöhten Temperatur, damit auch mit einem höheren Wasserdampfgehalt, zugeführt.In the method according to the invention, the carbon monoxide- and hydrogen-containing gas, instead of the water vapor, the excess gas cooled in the excess gas and washed in a gas scrubbing excess gas at an elevated temperature, thus also with a higher water vapor content supplied.
Dadurch erübrigt sich eine Dampferzeugungsanlage sowie die Verdichtung des Überschussgases, da sein Druck ausreichend ist für den Einsatz in der DRI-Anlage. Außerdem wird die PSA-Anlage kleiner und billiger und der Stromverbrauch für die Verdichtung des Gases für die PSA-Anlage geringer. Das Überschussgas kann dem Produktgas aus der PSA-Anlage zugeführt werden, da sein Kohlendioxidgehalt relativ gering ist, und braucht nicht in der PSA-Anlage ausgeschieden zu werden. Die Begrenzung der Überschussgasmenge, die dem kohlenmonoxid- und wasserstoffhaltigen Produktgas zugeführt wird, richtet sich jedoch nach dem Schwefelwasserstoff- bzw. Schwefelgehalt des produzierten Eisenschwammes. Bei zu hohen Werten wird ein Teil des Überschussgases über PSA-Anlage gefahren in der H2S ausgeschieden wird.This eliminates the need for a steam generating plant and the compression of the excess gas, since its pressure is sufficient for use in the DRI system. In addition, the PSA plant is smaller and cheaper and the power consumption for the compression of the gas for the PSA plant lower. The excess gas may be supplied to the product gas from the PSA plant because its carbon dioxide content is relatively low and need not be excreted in the PSA plant. The limitation on the amount of excess gas supplied to the carbon monoxide and hydrogen-containing product gas, however, depends on the hydrogen sulphide or sulfur content of the sponge iron produced. Too high a value, part of the surplus gas is passed over the PSA unit in the H 2 S is precipitated.
Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, die Abwärme des Topgases aus dem DRI-Reduktionsschacht zur Erhitzung vom kohlenmonoxid- und wasserstoffhaltigen Gas aus der PSA-Anlage und des Überschussgases aus der Gaswäsche auszunutzen, wozu in der Topgasleitung ein Topgaswärmetauscher installiert wird. Dadurch reduziert sich der Bedarf an Brenngas für den zweiten Wärmetauscher. Außerdem wird der zweite Wärmetauscher, der wegen „Pitting-Korrosion” aus speziellem Stahl gefertigt wird, kleiner und billiger.According to the invention, it is further provided to utilize the waste heat of the top gas from the DRI reduction shaft for heating the carbon monoxide and hydrogen-containing gas from the PSA system and the excess gas from the gas scrubbing, for which purpose a top gas heat exchanger is installed in the top gas line. This reduces the need for fuel gas for the second heat exchanger. In addition, the second heat exchanger, which is made of special steel because of "pitting corrosion", gets smaller and cheaper.
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Menge des Kokereigases, die dem Vergasergas und verschiedenen Aggregaten der Corex- oder Finex-Anlage zugeführt wird, sowie die Temperatur des Reduktionsgases für die Reduktionseinrichtungen in Abhängigkeit vom Methangehalt des Topgases aus der DRI-Reduktionseinrichtung eingestellt wird.Furthermore, it is preferably provided that the amount of Kokereigases which is supplied to the gasification gas and various aggregates of the Corex or Finex plant, and the temperature of the reducing gas for the reduction devices is adjusted depending on the methane content of the top gas from the DRI reduction device.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die Menge des Kokereigases, die der Corex- oder Finex-Anlage zugeführt und zum Reduktionsgas verarbeitet wird, durch den Methangehalt des Topgases aus der DRI-Reduktionseinrichtung auf etwa 2% zu begrenzen, um die Verluste niedrig zu halten. Dabei ist eine höhere Temperatur des Reduktionsgases anzustreben, da sie zu einem niedrigeren Methangehalt des Topgases führt. Außerdem wird die Reduktionseinrichtung der Corex- oder Finex-Anlage mit einer spezifisch hohen Reduktionsgasmenge betrieben, um die Überschussgasmenge zu minimieren. Diese Vorgehensweise ist anzustreben, da Methan durch einen relativ hohen Anteil von Kohlendioxid und Wasserdampf in der Reduktionseinrichtung, die durch Reduktion der Eisenoxide gebildet werden, und durch Anwesenheit des katalytisch wirkenden Eisenschwammes, viel stärker in der Corex- oder Finex-Reduktionseinrichtung zerlegt wird als durch Vermischung mit Vergaser- und anderen Gasen in anderen Aggregaten der Corex- oder Finex-Anlage. Dadurch ist der Methangehalt des Topgases viel niedriger als der des Überschussgases. Durch Betrieb dieser Reduktionseinrichtung mit einer hohen spezifischen Reduktionsgasmenge wird die Überschussgasmenge geringer und dadurch die, der DRI-Anlage zugeführte Methanmenge. Die spezifisch hohe Reduktionsgasmenge und die daraus resultierende hohe Metallisierung des Eisenschwammes aus der Reduktionseinrichtung bringt zusätzliche prozesstechnische Vorteile beim Betrieb der Corex- oder Finex-Anlage, wie beispielsweise einen niedrigeren Koksanteil in der Kohlemischung und weniger Schwefel im Roheisen.According to the invention, the amount of coking gas supplied to the Corex or Finex plant and processed into the reducing gas is limited to about 2% by the methane content of the top gas from the DRI reduction device in order to keep the losses low. In this case, a higher temperature of the reducing gas is desirable, since it leads to a lower methane content of the top gas. In addition, the Reduction device of the Corex or Finex plant operated with a specific high reduction gas quantity in order to minimize the amount of excess gas. This approach is desirable because methane is decomposed by a relatively high proportion of carbon dioxide and water vapor in the reduction device, which are formed by reduction of iron oxides, and by the presence of the catalytically active iron sponge much more in the Corex or Finex reduction device than by Mixing with carburetor and other gases in other units of the Corex or Finex plant. As a result, the methane content of the top gas is much lower than that of the excess gas. By operating this reduction device with a high specific amount of reducing gas, the amount of excess gas becomes smaller and thereby the amount of methane supplied to the DRI system. The specific high reduction gas volume and the resulting high metallization of the sponge iron from the reduction device brings additional process engineering advantages in the operation of the Corex or Finex plant, such as a lower coke content in the coal mixture and less sulfur in pig iron.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Anlage zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens, die als Corex- oder Finex-Anlage ausgebildet ist und einen Schmelzvergaser und eine oberhalb oder neben dem Schmelzvergaser angeordnete Reduktionseinrichtung aufweist, wobei sie Einrichtungen zur Aufbereitung und Verwendung von Kokereigas als Reduktionsgas im Betrieb der Corex- oder Finex-Anlage besitzt.The present invention further relates to a plant for carrying out the method described above, which is designed as a Corex or Finex plant and having a melt gasifier and arranged above or next to the melt gasifier reduction means, wherein means for the preparation and use of Kokereigas as reducing gas in Operation of the Corex or Finex plant.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Anlage besitzt einen Schmelzvergaser, dem über ein Beschickungssystem Kohlenstoffträger und über eine Leitung Oxidationsmittel zugeführt werden. Oberhalb oder neben dem Schmelzvergaser ist eine Reduktionseinrichtung installiert, dem Eisenträger und Zuschläge zugeführt werden. Der produzierte Eisenschwamm mit Zuschlägen wird durch Austragsschnecken dem Schmelzvergaser zugeführt und mit Asche und Zuschlägen eingeschmolzen. Das geschmolzene Roheisen und die Schlacke werden am unteren Ende des Schmelzvergasers periodisch abgestochen.The system designed according to the invention has a melt gasifier to which carbon carriers are fed via a feed system and oxidants via a line. Above or next to the melter gasifier, a reduction device is installed to which iron carriers and surcharges are supplied. The produced sponge iron with aggregates is fed by discharge screws to the melt gasifier and melted down with ash and aggregates. The molten pig iron and slag are periodically tapped at the bottom of the melter gasifier.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Corex- oder Finex-Anlage mit einer zweiten Reduktionseinrichtung, insbesondere einer DRI-Reduktionseinrichtung, zur Herstellung von Eisenschwamm betrieben. In einer solchen DRI(Direct Reduced Iron)-Anlage wird Eisenschwamm hergestellt, wobei in diesem Prozess bei erhöhten Temperaturen H2 und CO direkt mit Eisenoxiden reagieren, ohne Eisenerz oder Pellets zu schmelzen.In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, the Corex or Finex plant is operated with a second reduction device, in particular a DRI reduction device, for the production of sponge iron. In such a Direct Reduced Iron (DRI) plant, sponge iron is produced, in which process at elevated temperatures H 2 and CO react directly with iron oxides without melting iron ore or pellets.
Speziell weist die Anlage Einrichtungen zur Erhitzung des Kokereigases durch die Überschusswärme/Abwärme des Vergasergases, Reduktionsgases, Topgases und/oder Überschussgases der Corex- oder Finex- und der DRI-Anlage auf.Specifically, the system comprises means for heating the coke oven gas by the excess heat / waste heat of the gasifier gas, reducing gas, top gas and / or excess gas of the Corex or Finex and the DRI plant.
Ferner umfasst sie insbesondere Einrichtungen zur Vermischung des Kokereigases mit Vergasergas.Furthermore, it comprises, in particular, means for mixing the coking oven gas with gasification gas.
Speziell ist vorgesehen, dass das im Top- und Reduktionsgaswärmetauscher erhitzte Kokereigas dem Vergasergas und verschieden Aggregaten der Corex- oder Finex-Anlage zugeführt wird, durch Vermischung mit heißeren Gasen und im Kontakt mit heißeren Feststoffpartikeln auf hohe Temperaturen erhitzt wird und durch Reaktionen mit Kohlendioxid und Wasserdampf, höheren Kohlenwasserstoffen und zum größten Teil Methan zu Kohlenmonoxid und Wasserstoff zersetzt wird.Specifically, it is provided that the heated in the top and reduction gas heat exchanger Kokereigas is supplied to the gasification gas and various aggregates of the Corex or Finex plant is heated by mixing with hotter gases and in contact with hotter solid particles to high temperatures and by reactions with carbon dioxide and Water vapor, higher hydrocarbons and mostly methane to carbon monoxide and hydrogen decomposes.
Die Zugabe des Kokereigases zum Vergasergas und zu verschiedenen Aggregaten der Corex- oder Finex-Anlage ist vorzugsweise so konzipiert, dass die Überschuss- und Abwärme der Corex- oder Finex-Anlage zur Erhitzung des Kokereigases und zur Zersetzung von Methan optimal ausgenutzt wird.The addition of the coke oven gas to the gasification gas and to various aggregates of the Corex or Finex plant is preferably designed so that the excess and waste heat of the Corex or Finex plant is optimally utilized for heating the coking oven gas and for decomposing methane.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit zwei Zeichnungen im Einzelnen erläutert. Die
Das Kokereigas wird der Corex- oder Finex-Anlage über eine Leitung
Das verdichtete Gas wird über eine Leitung
Durch Überschuss- und Abwärme einer Corex- oder Finex-Anlage wird im Topgas- und im Reduktionsgaswärmetauscher
Durch Zuführung des erhitzten Kokereigases über Leitungen
Im Falle, dass die Temperatur des Reduktionsgases vor dem Eintritt in den Heißgaszyklon
Die pneumatische Förderung des heißen, im Heißgaszyklon
Um die Überschusswärme, die in verschiedenen Bereichen der Corex- oder Finex-Anlage vorhanden ist, oder in den Bereichen, in denen der Stickstoff als Kühlmedium genutzt wird, wird das erhitzte oder kalte Kokereigas diesen Bereichen bzw. Aggregaten zugeführt.To store the excess heat that is present in various areas of the Corex or Finex plant or in areas where the nitrogen is used as the cooling medium, the heated or cold coking gas is fed to these areas or aggregates.
Durch hohe Temperaturen des erhitzten Gases, Anwesenheit von Wasserdampf und Kohlendioxid und katalytische Eigenschaften des Eisenschwammes wird das Kokereigas so aufbereitet, dass es vermischt mit Vergasergas als Reduktionsgas in der Corex- oder Finex- und in der DRI-Reduktionseinrichtung
Die Einstellung eines optimalen Methangehaltes des Topgases aus dem DRI-Reduktionsschacht
Da der Methangehalt des Überschussgases höher als der des Topgases aus der Reduktionseinrichtung
Zur Herstellung von Eisenschwamm in der DRI-Reduktionseinrichtung
Anstelle des Wasserdampfes wird dem kohlenmonoxid- und wasserstoffhaltigen aus der PSA-Anlage
Zur Nutzung der Abwärme des Topgases aus der DRI-Reduktionsschacht
Das Produktgas wird in einen Gaserhitzer
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CN201610488892.3A CN106282465A (en) | 2015-06-25 | 2016-06-24 | A kind of operational approach for Corex or Finex steelmaking equipment and equipment |
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DE (1) | DE102015008090A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115921498A (en) * | 2022-10-18 | 2023-04-07 | 新疆八一钢铁股份有限公司 | Method for harmless treatment of hazardous waste desulfurizer by using Europe smelting furnace |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4528030A (en) * | 1983-05-16 | 1985-07-09 | Hylsa, S.A. | Method of reducing iron ore |
US4880459A (en) * | 1988-06-27 | 1989-11-14 | T.C., Inc. | Method of and apparatus for reducing iron oxide to metallic iron |
US5429658A (en) * | 1992-10-06 | 1995-07-04 | Bechtel Group, Inc. | Method of making iron from oily steel and iron ferrous waste |
KR100972195B1 (en) * | 2006-05-17 | 2010-07-23 | 주식회사 포스코 | Method for manufacturing molten irons by injecting a hydrocarbon gas and apparatus for manufacturing molten irons using the same |
US8496730B2 (en) * | 2010-05-14 | 2013-07-30 | Midrex Technologies, Inc. | System and method for reducing iron oxide to metallic iron using coke oven gas and oxygen steelmaking furnace gas |
CN104245963B (en) * | 2011-12-21 | 2016-11-16 | 伊尔技术有限公司 | Utilize the method and apparatus that oven gas prepares DRI (DRI) |
EP2821509A1 (en) * | 2013-07-01 | 2015-01-07 | Siemens VAI Metals Technologies GmbH | Desulphurisation of gases in the production of pig iron |
KR20150048473A (en) * | 2013-10-28 | 2015-05-07 | 주식회사 포스코 | Method for improving DRI reduction rate in the FINEX process |
CN104212930B (en) * | 2014-09-05 | 2016-06-22 | 钢研晟华工程技术有限公司 | A kind of BAOSHEREX iron-smelting process of two-step smelting molten iron |
-
2015
- 2015-06-25 DE DE102015008090.3A patent/DE102015008090A1/en not_active Ceased
-
2016
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- 2016-06-24 CN CN201610488892.3A patent/CN106282465A/en active Pending
- 2016-06-24 KR KR1020160079391A patent/KR20170001642A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115921498A (en) * | 2022-10-18 | 2023-04-07 | 新疆八一钢铁股份有限公司 | Method for harmless treatment of hazardous waste desulfurizer by using Europe smelting furnace |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106282465A (en) | 2017-01-04 |
KR20170001642A (en) | 2017-01-04 |
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