DE19780163C1 - Verfahren zum Herstellen von flüssigem Roheisen oder flüssigen Stahlvorprodukten sowie Anlage zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zum Herstellen von flüssigem Roheisen oder flüssigen Stahlvorprodukten aus von Eisenerz, vorzugsweise in Stück- und/oder Pelletform, und gegebenenfalls Zuschlägen gebildeten Einsatzstoffen werden die Einsatzstoffe in einer Reduktionszone (12) zu Eisenschwamm direkt reduziert und wird der Eisenschwamm in einer Einschmelz-Vergasungszone (8) unter Zufuhr von Kohlenstoffträgern und sauerstoffhaltigem Gas erschmolzen und ein CO- und H¶2¶-haltiges Reduktionsgas erzeugt, welches in die Reduktionszone (12) eingeleitet, dort umgesetzt und als Exportgas abgezogen wird, wobei das abgezogene Exportgas einem Verbraucher (20) zugeführt wird. Um Kohlenstoffträger mit hohem C¶fix¶-Anteil sowie den Verbrauch an O¶2¶ gering halten zu können, wird in die Einschmelzvergasungszone (8) ein hoch CO¶2¶-haltiges Gas, dessen CO¶2¶-Gehalt weit über dem CO¶2¶-Gehalt des Exportgases, vorzugsweise über 40%, liegt und dessen CO-Gehalt - falls CO-haltig - weit unter dem CO-Gehalt des Exportgases liegt, eingeleitet und dort mit Kohlenstoff unter Bildung von CO umgesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von flüssigem Roheisen oder flüssigen Stahlvorprodukten aus von Eisenerz, vorzugsweise in Stück- und/oder Pelletform, und gegebenenfalls Zuschlägen gebildeten Einsatzstoffen, wobei die Einsatzstoffe in einer in einem Reduktionsreaktor ausgebildeten Reduktionszone zu Eisenschwamm direkt reduziert werden, der Eisenschwamm in einer in einem Einschmelzuvergaser ausgebildeten Einschmelz-Vergasungszone unter Zufuhr von Kohlenstoffträgern und sauerstoffhältigem Gas erschmolzen und ein CO- und H₂-hältiges Reduktionsgas erzeugt wird, welches in die Reduktionszone eingeleitet, dort umgesetzt und als Exportgas abgezogen wird, und wobei das abgezogene Exportgas einem Verbraucher zugeführt wird, sowie eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.

Ein Verfahren dieser Art ist beispielsweise bekannt aus der DE 40 37 977 C2. Gemäß der DE 40 37 977 C2 wird das in großen Mengen anfallende Exportgas, welches noch einen erheblichen Gehalt an Kohlenmonoxid und Wasserstoff aufweist, zur Minimierung der Erzeugungskosten für den Eisenschwamm bzw. für daraus erschmolzenes Roheisen einer als Verbraucher fungierenden weiteren Reduktionszone zur Reduktion von zusätzlichem eisenhältigem Material zugeführt, u. zw. nachdem es einer Aufbereitung unterworfen wurde.

Bei diesem bekannten Verfahren kann es zu einer Überhitzung im Einschmelzvergaser kommen, wenn in den Einschmelzvergaser Kohlenstoffträger mit einem hohen C_fix-Gehalt vergast werden. Kohlenstoffträger dieser Art sind beispielsweise Anthrazite und kalzinierfähige Petrolkoksqualitäten. Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren ist darin zu sehen, daß der spezifische Verbrauch von O₂ pro erzeugter Einheit Reduktanten relativ hoch ist, da die Bildung von Kohlenmonoxid im Einschmelzvergaser ausschließlich über Sauerstoff unter Vergasung der Kohlenstoffträger erfolgt.

Aus der US 1 742 750 ist bekannt, bei einem Hochofenprozeß in den unteren Teil des Hochofens CO₂, O₂ und gegebenenfalls H₂O einzublasen, wobei durch Reaktion der genannten Gase mit kohlenstoffhältigem Material ein Reduktionsgas gebildet und die Temperatur im unteren Bereich des Hochofens kontrolliert wird. Das bei Reduktion von eisenoxidhältigem Material entstehende CO- und CO₂-hältige Gas wird nach Abziehen aus dem Hochofen so behandelt, daß ein O₂- und CO₂-hältiges Gas entsteht, das wiederum in den Hochofen eingeblasen wird. Über die Zusammensetzung des eingeblasenen Gases werden in der US 1 742 750 keine Angaben gemacht.

Aus der US-A 5 259 864 ist bekannt, in den Ein­ schmelzvergaser ein CO₂-haltiges Gas zuzuführen. Dies bewirkt eine Kühlung bzw. Beibehaltung der Temperatur des Doms des Einschmelzvergasers.

Die DD 236 115 beschreibt ein Verfahren, in welchem Obergas aus einem Reduktionsschachtofen in einen Gas­ generator eingebracht wird. Im Verfahren gemäß DD 236 115 sind jedoch der Gasgenerator und der Reduktions­ ofen voneinander getrennt, d. h. es wird der Eisen­ schwamm aus dem Reduktionsofen nicht in den Gasgene­ rator eingebracht.

Die Aufbereitung des Exportgases gemäß dem Stand der Technik erfolgt im allgemeinen derart, daß es zu­ nächst in einem Wäscher von Feststoffteilchen gerei­ nigt wird, wobei es stark abgekühlt wird. Danach wird gemäß der DE-C-40 37 977 das im Exportgas enthalte­ ne CO₂ entfernt, denn dieses CO₂ ist einer weiteren Verwendung des Exportgases als Reduktionsgas hinder­ lich; der Prozentsatz an Reduktanten im Exportgas wä­ re zu niedrig. Zur Entfernung des CO₂ aus dem Export­ gas sind verschiedene Verfahren bekannt, beispiels­ weise das Druckwechsel-Adsorptionsverfahren oder eine chemische CO₂-Wäsche. Gemäß der DE-C-40 37 977 ge­ lingt somit eine weitgehende Ausnutzung der im Ex­ portgas chemisch gebundenen Energie, jedoch stellt das bei der Exportgasreinigung anfallende CO₂-haltige Abgas ein Problem dar, da dieses Abgas umweltgerecht entsorgt werden muß.

Dieses Abgas enthält u. a. CO, H₂, CH₄ sowie H₂S und kann daher aus Umweltschutzgründen in diesem Zustand nicht an die Umgebung abgegeben werden. Aus diesem Grund ist es auch für eine etwaige Weiterverarbeitung nur bedingt geeignet. Daher werden üblicherweise die Schwefelverbindungen aus dem Abgas entfernt. Diese Entschwefelung wird bisher mit Hilfe verschiedener Verfahren, wie beispielsweise mit der sogenannten "Stretford-Wäsche" oder durch katalytische Oxidation an Aktivkohle etc., durchgeführt. Sämtliche dieser Verfahren sind aufwendig und benötigen zusätzliche Materialien, wie Aktivkohle oder Absorptionsmittel, die u. a. gesondert gelagert und entsorgt werden müs­ sen.

Es ist intern bekannt, das CO₂-haltige Abgas abzufac­ keln. Dieses Abfackeln erfordert jedoch das Bereit­ stellen von brennbarem Stützgas als Zünd- und Aufkar­ borierungsgas, da der Heizwert des CO₂-haltigen Abga­ ses nur gering ist.

Die Erfindung bezweckt die Vermeidung der oben ange­ führten Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit welchen

• - der Einsatz von Kohlenstoffträgern mit einem hohen C_fix-Anteil ermöglicht wird
• - der spezifische Sauerstoffverbrauch für die Kohle­ vergasung herabgesetzt werden kann
• - eine effiziente Verwertungsmöglichkeit des bei der Erz-Reduktion, wie einer Direktreduktion zur Ei­ senschwammherstellung, anfallenden Exportgases un­ ter Umgehung der damit beim Stand der Technik ver­ bundenen Schwierigkeiten geschaffen werden kann. Insbesondere soll CO₂-haltiges Abgas nicht nur um­ weltgerecht verarbeitet und so entsorgt, sondern so weit wie möglich auch in der Energiestrategie des Verfahrens und der Anlage genutzt werden. Wei­ ters sollen Probleme, die mit der bei der CO₂-Ab­ scheidung gleichzeitig stattfindenden H₂S-Abscheidung zusammenhängen, ebenfalls umweltgerecht gelöst werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfah­ ren gemäß Anspruch 1 dadurch gelöst, daß das abgezo­ gene Exportgas einer CO₂-Entfernung unterzogen wird und das bei der CO₂-Entfernung abgesonderte, einen hohen CO₂-Anteil enthaltendes Abgas zumindest teil­ weise in die Einschmelzvergasungszone eingeleitet wird und dort mit Kohlenstoffträgern unter Bildung von CO umgesetzt wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Verfahren gemäß Anspruch 2 dadurch gelöst, daß ein Teil des Exportgases zumindest einer Teilverbrennung unterworfen wird und das so erhaltene einen hohen CO₂-Anteil enthaltende Rauchgas in die Einschmelzver­ gasungszone eingeleitet wird und dort mit Kohlen­ stoffträgern unter Bildung von CO umgesetzt wird.

Erfindungsgemäß ergibt sich zusätzlich zur Verminde­ rung des hohen CO₂-Ausstoßes aus der CO₂-Eliminie­ rungsanlage eine Vergrößerung des CO-Überschusses für die weitere Nutzung durch einen Verbraucher, wodurch eine prozentuelle Verminderung des CO₂-Anteiles gege­ ben ist. Es ist auch erfindungsgemäß nicht notwendig, aus dem Exportgas - falls es für eine weitere Reduk­ tionszone zur Verfügung stehen soll - CO₂ in einem so hohen Prozentsatz zu entfernen wie gemäß dem Stand der Technik.

Beim Einsatz von Petrolkoks ergibt sich gegebenen­ falls ein Vorteil, indem das bei der CO₂-Entfernung gleichzeitig abgeschiedene H₂S ebenfalls in den Ein­ schmelz-Vergaser geführt wird, wodurch der Schwefel in die im Einschmelz-Vergaser eingeschmolzene Flüssigphase gelangt. Aus diesem läßt sich der Schwefel jedoch in einfacher Weise mit bekannten Verfahren entfernen, u. zw. einfacher und mit geringerem Energieaufwand als das gasförmige H₂S aus dem Reduktionsgas.

Gemäß der AT-B-394.201, die ein Verfahren ähnlich der eingangs beschriebenen Art betrifft, wird das CO₂-hältige Exportgas mit einem Teil des CO₂-ärmeren, im Einschmelzvergaser gebildeten und einer technisch aufwendigen Entschwefelung unterzogenen heißen Reduktionsgas in einem Wäscher gekühlt und gereinigt und sodann als Brenngas für eine Gasturbine eingesetzt. Hierbei ist der verfahrenstechnische Aufwand für die Aufbereitung eines den Umweltansprüchen gerecht werdenden Brenngases relativ groß und erfordert auch beträchtliche Investitionen.

Aus der AT-B-394.201 ist es bekannt, Exportgas aus der Reduktionsstufe als Sauerstoffträger wärmeverbrauchend in das Wirbelbett des Einschmelzvergasers einzubringen. Da der CO₂-Gehalt des Exportgases, er liegt bei etwa 25% bis 35%, nur gering ist und das Exportgas zudem noch staubbeladen ist, ist der dabei erzielte Effekt ebenfalls nur gering. Nachteilig ist hierbei, daß mit dem Exportgas ein relativ hoher Anteil an Kohlenmonoxid in den Einschmelzvergaser gelangt, das vorher gekühlt und im Einschmelzvergaser wieder aufgeheizt werden muß. Dieser Anteil an CO stellt somit einen durch den Einschmelzvergaser durchzuschleusenden Ballast mit allen daraus resultierenden Nachteilen (Druckverlust, unnötig hoch leistungsfähige Verdickter, höherer Energieverbrauch etc.) dar.

Ein weiterer Nachteil ist noch darin zu sehen, daß gemäß der AT-B-394.201 für das Reduktions-Überschußgas eine Entschwefelungseinrichtung vorgesehen sein muß, wogegen erfindungsgemäß eine solche Einrichtung entweder - wenn man den Schwefelgehalt des Reduktionsgases in die Flüssigphase einbringen will - gar nicht vorhanden sein muß oder nur für das aus der CO₂-Entfernungsanlage austretende Abgas vorzusehen ist.

Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielten Vorteile sind folgende:

Durch die erfindungsgemäße Einleitung des einen hohen CO₂-Anteil enthaltenden Gases erfolgt eine Umsetzung des CO₂ nach der Gleichung CO₂ + C → 2CO. Es kommt zur Bildung von Kohlenmonoxid, welches den Reduktionsgasstrom vermehrt und damit zur Reduktion zur Verfügung steht. Die Umsetzung des Kohlendioxidgases unter Bildung von Kohlenmonoxid erfolgt endotherm, wodurch sich durch entsprechende Dosierung des Einbringens des einen hohen CO₂-Anteil enthaltenden Gases im Einschmelzvergaser die gewünschte Temperatur einstellt und jede Überhitzung vermeiden läßt.

Erfindungsgemäß können somit Kohlenstoffträger, welche einen hohen C_fix-Anteil und naturgemäß einen Mangel an flüchtigen Bestandteilen aufweisen, wie Anthrazite und kalzinierfähige Petrolkoksqualitäten, in Mengen eingesetzt werden, die aufgrund des Überhitzungseffektes ohne den gleichzeitigen Einsatz des einen hohen CO₂-Anteil enthaltenden Gases, das einen temperaturabsenkenden Effekt ausübt, nicht möglich wäre. Darüber hinaus vermehrt das im Einschmelzvergaser aus dem einen hohen CO₂-Anteil enthaltenden Abgas entstehende Kohlenmonoxid - pro Mol CO₂ werden mit einem Mol Kohlenstoff zwei Mole Kohlenmonoxid gebildet - in nutzbringender Weise den für die Reduktion von Eisenoxiden notwendigen Reduktionsgasstrom.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist noch darin zu sehen, daß der spezifische Verbrauch von O₂ pro erzeugter Einheit Reduktanten sinkt, da ein Teil der Kohlenstoffträger im Einschmelz-Vergaser zur Bildung von Kohlenmonoxid nicht unter Beiziehung von Sauerstoff verbraucht wird, sondern unter Beiziehung des Kohlendioxids. Damit sinkt auch der für die Bereitstellung des Sauerstoffes erforderliche Energiebedarf wesentlich. Damit ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine Minimierung des CO₂- Abganges in die Atmosphäre, sodaß im Sinne der Toronto-Declaration ein Beitrag zur Verringerung des CO₂-Ausstoßes, welcher als Hauptverursacher einer Klimaverschiebung angesehen wird, geleistet wird.

Eine weitere Reduktion des Sauerstoffverbrauchs im Einschmelzvergaser ist noch dadurch erzielbar, wenn das einen hohen Anteil an CO₂ aufweisende Gas einer Vorwärmung unterzogen wird, da dann weniger C_fix der im Einschmelz-Vergaser eingesetzten Kohlenstoffträger verbrannt werden muß.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird erfindungsgemäß das einen hohen CO₂- Anteil enthaltende Gas in den unteren Endbereich des in der Einschmelzvergasungszone ausgebildeten Fließbettes eingebracht, wodurch die Umsetzung des CO₂ mit Kohlenstoff besonders effektiv vonstatten geht.

Vorteilhaft wird das einen hohen CO₂-Anteil enthaltende Gas gemeinsam mit dem der Einschmelzvergasungszone zugeführten sauerstoffhältigen Gas in diese eingeleitet. In diesem Fall dürfen jedoch im CO₂-hältigen Gas keine brennbaren Anteile enthalten sein, andernfalls sind getrennte Leitungen für das sauerstoffhältige Gas und das CO₂-hältige Gas, die erst in einem Brenner des Einschmelzvergasers zusammenmünden, vorzusehen.

Es ist von besonderem Vorteil, wenn das einen hohen CO₂-Anteil enthaltende Gas mit in die Einschmelzvergasungszone einzuleitenden Stäuben in die Einschmelzvergasungszone eingeleitet wird, wobei zweckmäßig das einen hohen CO₂-Anteil enthaltende Gas mit in die Einschmelzvergasungszone rückzuführenden Stäuben, die aus dem in der Einschmelzvergasungszone entstehenden Reduktionsgas abgeschieden wurden, in die Einschmelzvergasungszone eingeleitet wird. Durch eine Rückoxidation von Eisen mit CO₂, die endotherm abläuft, kommt es zu einer Temperaturabsenkung, so daß die Gefahr einer unkontrollierten Oxidation stark herabgesetzt ist. Hierbei kann gegebenenfalls das einen hohen CO₂-Anteil enthaltende Gas als Fördergas dem bisher verwendeten Stickstoff zugemischt werden, was den Vorteil bietet, daß eine Anreicherung des Stickstoffs im System gesenkt werden kann. Der Stickstoff ist nur schwer aus dem System wieder entfernbar und bedingt einen höheren Energieaufwand zur Förderung des um den Stickstoff, der ausschließlich als Ballast mitgefördert werden muß, vergrößerten Gasvolumens.

Will man Roheisen bzw. Stahlvormaterial mit einem besonders niedrigen Schwefelgehalt herstellen, wird zweckmäßig das in die Einschmelzvergasungszone eingeleitete, einen hohen CO₂-Anteil enthaltende Gas vor dem Einleiten in die Einschmelzvergasungszone einer Entschwefelung unterzogen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist mit besonderem Vorteil anzuwenden, wenn das einer CO₂-Entfernung unterworfene Exportgas in mindestens einer ersten Reduktionszone gebildet wird und das von CO₂ gereinigte Exportgas als Reduktionsgas, gegebenenfalls nach Aufheizung, in mindestens einer weiteren Reduktionszone zur Reduktion von weiterem teilchenförmigem metalloxidhältigem Material, vorzugsweise eisenoxidhältigem Material, eingesetzt und dort umgesetzt wird. Dies deswegen, weil das aus dem Exportgas der ersten Reduktionszone nach der CO₂-Entfernung abgezogene und als Reduktionsgas für die weitere Reduktionszone dienende Gas einen besonders hohen Prozentsatz von Reduktanten aufweist. Dies kann, wie oben beschrieben, dadurch erzielt werden, daß die CO₂-Entfernung aus dem Exportgas der ersten Reduktionszone infolge des Kohlenmonoxid-Überschusses (verbessertes CO/CO₂-Verhältnis) des im Einschmelzvergaser gebildeten Reduktionsgases nicht in dem Maß erfolgen muß, wie es bisher erforderlich war. Es kann beispielsweise ein Teil des Exportgases, ohne einer CO₂-Entfernung unterworfen zu werden, direkt in die weitere Reduktionszone eingeleitet werden.

Hierbei wird vorteilhaft das von der Aufheizung stammende Rauchgas zumindest teilweise in die Einschmelzvergasungszone eingeleitet und zweckmäßig ein bei der CO₂-Entfernung abgesondertes, einen hohen CO₂-Anteil enthaltendes Abgas für die Aufheizung verwendet, wobei es weiters von Vorteil ist, wenn ein in einer weiteren Reduktionszone umgesetztes Reduktionsgas für die Aufheizung eingesetzt und das dabei gebildete Rauchgas zumindest teilweise in die Einschmelzvergasungszone eingeleitet wird.

Eine besonders hohe Nutzung ist dann gegeben, wenn ein Teil des in der ersten Reduktionszone gebildeten Exportgases zumindest einer Teilverbrennung unterworfen wird und das Rauchgas in die Einschmelzvergasungszone eingeleitet wird und wenn weiters dem Rauchgas vor Einleiten in die Einschmelzvergasungszone ein Kühlgas zugemischt wird.

Eine Kühlung des Rauchgases ist für den Gesamtprozeß besonders effektiv, wenn das Rauchgas vor dem Einleiten in die Einschmelzvergasungszone unter rekuperativer Erwärmung eines Gases, vorzugsweise eines sauerstoffhältigen und für den Prozeß eingesetzten Gases abgekühlt wird. Die rekuperative Erwärmung kann auch zur Erzeugung von Dampf dienen, der als Oxidationsmittel eingesetzt werden kann.

Vorteilhaft wird hierbei das in der zweiten Reduktionszone gebildete Exportgas zumindest teilweise ebenfalls einer CO₂-Eliminierung, vorzugsweise nach Mischen mit dem aus der ersten Reduktionszone stammenden Exportgas, unterworfen und das hierbei abgesonderte, einen hohen CO₂-Anteil enthaltende Abgas zumindest teilweise ebenfalls in die Einschmelzvergasungszone eingeleitet und dort mit Kohlenstoff unter Bildung von CO umgesetzt.

Eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens mit einem Reduktionsreaktor für Eisenerz, vorzugsweise in Stück- und/oder Pelletform, einem Einschmelzvergaser, einer den Einschmelzvergaser mit dem Reduktionsreaktor verbindenden Zuleitung für ein Reduktionsgas, einer den Reduktionsreaktor mit dem Einschmelzvergaser verbindenden Förderleitung für das im Reduktionsreaktor gebildete Reduktionsprodukt, mit einer vom Reduktionsreaktor ausgehenden Exportgas-Ableitung, mit in den Einschmelzvergaser mündenden Zuleitungen für sauerstoffhältige Gase und Kohlenstoffträger und mit einem am Einschmelzvergaser vorgesehenen Abstich für Roheisen und Schlacke, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Exportgas-Ableitung des Reduktionsreaktors über eine CO₂- Entfernungsanlage geführt ist und von der CO₂-Entfernungsanlage eine abgeschiedenes CO₂- hältiges Abgas ableitende Abgasleitung leitungsmäßig mit dem Einschmelzvergaser verbunden ist.

Eine weitere Anlage zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß von der Exportgas-Ableitung eine Exportgas-Zweigleitung zu einer Verbrennungseinrichtung führt und von dieser eine Rauchgas-Ableitung in den Einschmelzvergaser mündet.

Zweckmäßig mündet die Gasleitung in den unteren Teil des Einschmelzvergasers, etwa in Höhe des unteren Endbereiches des im Einschmelzvergaser gebildeten Fließbettes, in diesen, wobei, wenn keine Explosionsgefahr gegeben ist (bei etwa 100% Oxidanten und 0% Reduktanten) vorteilhaft die Gasleitung zusammen mit einer Zuleitung für sauerstoffhältige Gase in den Einschmelzvergaser mündet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform mündet die Gasleitung mit einer Stäube in den Einschmelzvergaser einleitenden Zuleitung, vorzugsweise über einen die Stäube in den Einschmelzvergaser einbringenden Brenner, in den Einschmelzvergaser, wobei zweckmäßig in der den Einschmelzvergaser mit dem Reduktionsreaktor verbindenden Zuleitung für das Reduktionsgas ein Staubabscheider vorgesehen ist, der mit einer Staubrückführleitung mit dem Einschmelzvergaser verbunden ist, und die Gasleitung mit dieser Staubrückführleitung über einen Staubbrenner in den Einschmelzvergaser mündet.

Zur Erzielung eines Produktes mit möglichst geringem Schwefelgehalt ist zweckmäßig in der Gasleitung eine Entschwefelungseinrichtung vorgesehen.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei Reduktionsreaktoren vorgesehen sind, die miteinander über die Exportgas-Ableitung des ersten Reduktionsreaktors und über die CO₂-Eliminierungsanlage leitungsmäßig miteinander verbunden sind, wobei das von der CO₂-Eliminierungsanlage austretende Exportgas über eine Heizeinrichtung in den zweiten Reduktionsreaktor geführt ist.

Hierbei mündet zweckmäßig eine ein Exportgas des zweiten Reduktionsreaktors ableitende Förderleitung in eine CO₂-Entfernungsanlage, vorzugsweise in die CO₂-Entfernungsanlage für das Exportgas des zweiten Reduktionsreaktors.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform mündet von der CO₂-Entfernungsanlage eine Abgas-Zweigleitung in die Heizeinrichtung zwecks Zuführung eines Heizgases und ist von der Heizeinrichtung eine das Rauchgas ableitende Rauchgas-Ableitung leitungsmäßig mit dem Einschmelzvergaser verbunden.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß in der Rauchgas- Ableitung ein Rekuperator, vorzugsweise zur Erwärmung eines sauerstoffhältigen Gases, z. B. Luft, zwischengeschaltet ist. Die heiße Luft kann zur Erzvorwärmung, Trocknung etc. herangezogen werden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei die Fig. 1 bis 5 jeweils im Blockschema dargestellte Verfahrensvarianten veranschaulichen.

In einen ersten, einen Reduktionsreaktor 1 bildenden Schachtofen wird von oben über eine Fördereinrichtung 2 stückiges Eisenerz und/oder Eisenerz in Pelletform über ein nicht dargestelltes Schleusensystem, gegebenenfalls zusammen mit Zuschlagstoffen unter Bildung eines bewegten Bettes, chargiert. Der Schachtofen 1 steht mit einem Einschmelzvergaser 3 in Verbindung, in dem aus Kohle und sauerstoffhältigem Gas ein Reduktionsgas erzeugt wird, welches über eine Zuleitung 4 dem Schachtofen 1 zugeführt wird, wobei in der Zuleitung 4 gegebenenfalls eine Gasreinigungseinrichtung 4' für eine Trocken-Entstaubung vorgesehen ist.

Unter bewegtem Bett wird ein sich kontinuierlich bewegender Materialstrom verstanden, dessen sich bewegende Teilchen mit einem strömenden Reduktionsgas in Kontakt gelangen. Vorzugsweise kommt ein sich kontinuierlich infolge Schwerkraftwirkung nach unten bewegender Materialstrom zur Anwendung.

Als Reduktionsreaktor kann anstelle eines Schachtofens 1 auch ein Reaktor mit einer Venturi- Wirbelschicht, einer zirkulierenden Wirbelschicht, einem Fließbett oder ein Reaktor mit Wanderrost bzw. ein Drehrohrofen vorgesehen sein.

Der Einschmelzvergaser 3 weist eine Zuführung 5 für feste Kohlenstoffträger, eine Zuführung 6 für sauerstoffhältige Gase sowie gegebenenfalls Zuführungen 7 für bei Raumtemperatur flüssige oder gasförmige Kohlenstoffträger, wie Kohlenwasserstoffe, sowie für gebrannte Zuschläge auf. In dem Einschmelzvergaser 3 sammelt sich unterhalb der Einschmelzvergasungszone 8 schmelzflüssiges Roheisen 9 und schmelzflüssige Schlacke 10, die über einen Abstich 11 abgestochen werden.

Das im Schachtofen 1 in einer Direktreduktionszone 12 zu Eisenschwamm reduzierte Eisenerz wird zusammen mit den in der Direktreduktionszone 12 gebrannten Zuschlägen über eine den Schachtofen 1 mit dem Einschmelzvergaser 3 verbindende Förderleitung 13 zugeführt, beispielsweise mittels Austragsschnecken etc.. An dem oberen Teil des Schachtofens 1 schließt eine Exportgas-Ableitung 14 für das in der Direktreduktionszone 12 aus Reduktionsgas entstehende Exportgas an.

Das über die Exportgas-Ableitung 14 abgezogene Exportgas wird zunächst einer Reinigung in einem Wäscher 15 unterzogen, um es möglichst vollständig von Staubpartikeln zu befreien und den Wasserdampfgehalt zu erniedrigen, so daß es dann einer weiteren Verwendung zur Verfügung steht. Anschließend gelangt das Exportgas mit Hilfe eines Verdichters 16 in eine CO₂-Entfernungsanlage 17 (z. B. ein CO₂-Wäscher oder eine Druckwechsel- Adsorptionsanlage), in der es möglichst weitgehend von CO₂ befreit wird. Das aus der CO₂- Entfernungsanlage 17 austretende Abgas wird gegebenenfalls einer Entschwefelungseinrichtung 18 zugeführt. Das so von CO₂ gereinigte Exportgas wird über eine Reduktionsgas-Zuleitung 19 einem zweiten, als Schachtofen 20 ausgebildeten Reduktionsreaktor, der wie der erste Schachtofen 1 ebenfalls ein bewegtes Bett aufweist und im Gegenstromprinzip arbeitet, zugeführt. In diesem zweiten Schachtofen 20 wird Eisenerz in Stück- und/oder Pelletform in einer Reduktionszone 21 direktreduziert. Die Erzzuleitung ist mit 20' und die Eisenschwammausbringeinrichtung mit 20" bezeichnet.

Da das Exportgas durch die Reinigung eine starke Abkühlung erfahren hat, wird es vor Einleitung in den zweiten Reduktions-Schachtofen 20 einer Aufheizung unterzogen. Die Aufheizung erfolgt in zwei Stufen: Zunächst wird das gereinigte Exportgas in einer ersten Stufe einer indirekten Aufheizung unterzogen, wobei eine hierzu dienende Heizeinrichtung 22 als Wärmetauscher ausgebildet ist. Der Wärmetauscher 22 (Rekuperator) wird mit gereinigtem Exportgas, das aus dem zweiten Reduktions-Schachtofen 20 über eine Leitung 23 abgezogen wird, betrieben. Zusätzlich wird noch über eine Leitung 24 sauerstoffhältiges Gas (Sauerstoff liegt in Molekülform vor), wie Luft, dem Brenner des Wärmetauschers 22 zugeführt. Anschließend wird das aufgeheizte Exportgas einer Nachverbrennung unterzogen, u. zw. in der Nachverbrennungseinrichtung 25, in der ein Teil des gereinigten Exportgases unter Sauerstoffzuführung 26 verbrannt wird. Hierdurch erreicht das gereinigte Exportgas die für die Reduktion im zweiten Reduktions-Schachtofen 20 erforderliche Temperatur, die vorzugsweise in einem Temperaturbereich zwischen 600 und 900°C liegt, jedoch auch darüber liegen kann, insbesondere für beschichtetes Einsatzmaterial.

Das aus dem zweiten Reduktions-Schachtofen 20 abgezogene Exportgas wird ebenfalls einer Reinigung und Kühlung im Exportgaswäscher 27 unterzogen, um es von Staubpartikeln zu säubern und den Wasserdampfgehalt zu erniedrigen, worauf es einer weiteren Verwendung zugeführt werden kann. Ein Teil des Exportgases wird über die Leitung 23 dem Wärmetauscher 22 zugeführt. Ein weiterer Teil des im zweiten Reduktions-Schachtofen 20 anfallenden Exportgases wird über einen Verdichter 28 ebenfalls der CO₂-Entfernungsanlage 17 zugeführt, u. zw. über die Förderleitung 29, die in die Exportgas-Ableitung 14 mündet, und steht dann nach der CO₂-Entfernung als Recycle-Reduktionsgas dem zweiten Reduktions- Schachtofen 20 zur Verfügung. Ein Teil des Exportgases des zweiten Reduktions- Schachtofens 20 wird über die Exportgasleitung 30 anderen Verwendungszwecken zugeführt.

Ein Teil des im Einschmelzvergaser 3 gebildeten Reduktionsgases wird über eine Abzweigleitung 31, die von der Zuleitung 4 abzweigt, nach Durchtritt durch einen Staubentfernungszyklon 4' ungewaschen, d. h. ohne einen Wäscher zu durchströmen, im heißen Zustand dem aus Recycle-Reduktionsgas und von CO₂ gereinigtem Exportgas gebildeten Reduktionsgasgemisch über die Abzweigleitung 31 zugemischt, u. zw. nachdem dieses Reduktionsgasgemisch den Wärmetauscher 22 und die Nachverbrennungseinrichtung 25 passiert hat. Hierdurch wird die fühlbare Wärme des im Einschmelzvergaser 3 gebildeten Reduktionsgases dem Direktreduktionsprozeß im weiteren Reduktions-Schachtofen 20 zugeführt und damit wirkungsvoll genutzt. Hierdurch lassen sich Einsparungen nicht nur bei der CO₂-Entfernungsanlage 17 und bei der Dimensionierung des Wärmetauschers 22 und der Nachverbrennungseinrichtung 25 erzielen, sondern es ergeben sich auch Energieeinsparungen beim Betrieb derselben.

Zwar weist das heiße abgezweigte Reduktionsgas nach Durchtritt durch den Staubentfernungszyklon 4' noch einen Reststaubgehalt auf, der jedoch in dem System, ohne Störungen zu bewirken, verkraftbar ist, da durch die Mischung dieses heißen abgezweigten Reduktionsgases mit dem Recycle-Reduktionsgas und dem der Reinigung von CO₂ unterworfenen Exportgas der Staubgehalt sehr verdünnt wird. Eine Beeinträchtigung des Direktreduktionsprozesses im zweiten Reduktions-Schachtofen 20 ist daher nicht zu befürchten.

Ein Teil des Reduktionsgases wird über einen Wäscher 32 und über eine Leitung 33 mit Verdichter 34 im Kreislauf wieder in die Zuleitung 4 eingespeist, um das in sehr heißem Zustand aus dem Einschmelzvergaser 3 austretende Reduktionsgas vor Eintritt in die Gasreinigungseinrichtung 4' zu konditionieren, insbesondere auf einen für den Direktreduktionsprozeß im Schachtofen 1 günstigen Temperaturbereich zu kühlen. Über eine Ausgleichsleitung 35 kann gegebenenfalls Reduktionsgas dem aus dem Schachtofen 1 austretenden Exportgas zwecks Regelung des Systemdruckes zugemischt werden.

Dadurch, daß ein nicht unerheblicher Volumensstrom des dem zweiten Reduktions- Schachtofen 20 zugeführten Reduktionsgases nicht der CO₂-Entfernungsanlage 17 zugeführt wird, sondern in Strömungsrichtung des Reduktionsgases erst danach mit dem aus der CO₂- Entfernungsanlage 17 kommenden Teil des Reduktionsgases gemischt wird, ist eine erhebliche Reduzierung der Größe der CO₂-Entfernungsanlage 17 möglich.

Gemäß der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform wird in der CO₂-Entfernungsanlage 17 abgeschiedenes CO₂-hältiges Abgas über eine Abgasleitung 36 der Entschwefelungseinrichtung 18 zugeführt und nach der Entschwefelung abgeleitet. Die Entschwefelung des aus der CO₂-Entfernungsanlage 17 austretenden Abgases ist wesentlich effizienter durchzuführen als eine Entschwefelung an einer anderen Stelle der Anlage, da das aus der CO₂-Entfernungsanlage 17 austretende Abgas einen etwa dreimal so hohen Schwefelgehalt aufweist wie das Exportgas, der u. a. abhängig ist von der Fahrweise des weiteren Direktreduktionsprozesses.

Von der Abgasleitung 36 wird ein Teil des einen hohen CO₂-Gehalt aufweisenden Abgases über eine Zweigleitung 37 dem Einschmelzvergaser 3 zugeführt, u. zw. oberhalb des unteren Endbereiches des im Einschmelzvergaser 3 ausgebildeten Fließbettes 38.

In diesem Fließbett 38 reagiert das CO₂ des Abgases mit dem im Einschmelzvergaser 3 enthaltenen Kohlenstoff nach der Gleichung CO₂ + C → 2CO. Das entstehende Kohlenmonoxid steigt durch das Fließbett 38 auf und vermehrt den Reduktionsgasstrom sowie dessen Reduktantenanteile. Durch die endotherme Umsetzung des Kohlendioxidgases in Kohlenmonoxid lassen sich Überhitzungen im Einschmelzvergaser 3, wie sie vor allem bei Einsatz von Kohlen mit hohem C_fix-Anteil vorkommen können, zuverlässig vermeiden.

Gemäß der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsvariante wird ein Teil des einen hohen CO₂- Anteil aufweisenden Abgases über eine von der Zweigleitung 37 abzweigende Leitung 37' einem Staubbrenner 39, über den der im Staubabscheider 4' abgeschiedene Staub des Reduktionsgases wiederum dem Einschmelzvergaser 3 zugeführt wird, zugeleitet und gemeinsam mit dem über den Staubbrenner 39 eingebrachten Staub in den Einschmelzvergaser 3 eingebracht. Hierbei kann das einen hohen Anteil an CO₂ aufweisende Abgas einen Teil des den Staub üblicherweise zum Staubbrenner 39 fördernden Stickstoffes ersetzen, wodurch die oben erwähnten Vorteile eines geringeren Stickstoffballastes im Reduktionsgas erzielt werden.

Gemäß Fig. 3 wird nur das in den Einschmelzvergaser 3 rückgeführte CO₂-hältige Abgas der CO₂-Entfernungsanlage 17 einer Entschwefelung unterzogen und mündet die Zweigleitung 37 gemeinsam mit der den Sauerstoff in den Einschmelzvergaser 3 einbringenden Zuführung 6 in den Einschmelzvergaser 3.

Nachstehend ist anhand eines Beispieles das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert:

Bei der Herstellung von flüssigem Roheisen im Einschmelzvergaser 3 aus Eisenerz-Pellets fallen etwa 100 t/h Roheisen sowie etwa 155.000 Nm³/h Exportgas an. Dieses Exportgas wird dem zweiten Reduktions-Schachtofen 20 zur weiteren Reduktion von Eisenerz zugeführt, nachdem es in einer CO₂-Entfernungsanlage 17 vom CO₂ befreit wurde. Das aus dem Reduktions-Schachtofen 1 austretende Exportgas weist einen CO₂-Gehalt von etwa 37 Vol.% auf. Damit ergibt sich eine Menge von 57.350 Nm³/h in der CO₂-Entfernungsanlage 17 anfallendes CO₂.

Von dieser CO₂-Menge werden in den Einschmelzvergaser 3, in dem als Kohlenstoffträger 100% Anthrazit eingesetzt ist, etwa 10.500 Nm³/h CO₂ rückgeführt. Hierdurch wird einerseits durch die endotherme Reaktion des CO₂ mit dem im Einschmelzvergaser 3 vorhandenen Kohlenstoff die Reaktionstemperatur auf das prozeßtechnisch notwendige Maß reduziert und werden andererseits etwa 21.000 Nm³/h CO aufgrund der durch die chemische Reaktion des CO₂ mit C erfolgenden Verdoppelung des CO₂-Mengenstromes gebildet. Die zusätzliche Menge an CO steht dann dem weiteren Reduktions-Schachtofen 20 zur Verfügung. Etwa 18% des die CO₂-Entfernungsanlage 17 verlassenden, einen hohen CO₂- Anteil aufweisenden Abgases können somit nutzvoll wiederverwendet werden.

Nachstehend ist die Wärmebilanz des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert, wobei jedoch nur die über die notwendigen Wärmemengen der im Einschmelzvergaser stattfindenden Schmelzreduktion hinausgehenden Energiemengen näher betrachtet sind. Es . werden die Auswirkungen eines einzigen Nm³ CO₂ in reiner Form dargestellt, wobei zur leichteren Rechenbarkeit die vereinfachende Annahme getroffen wurde, daß das CO₂, C und O₂ bei 25°C zur Verfügung stehen und das Reaktionsprodukt CO eine Temperatur von 1060°C aufweist. Hierbei beträgt bei der Reaktion CO₂ + C → 2CO die Reaktionsenthalpie ΔH = +238 kJ/mol. Für die Reaktion O₂ + 2C → 2CO beträgt die Reaktionsenthalpie ΔH = -156 kJ/mol. Hieraus folgt, daß pro Nm³ CO₂ 1,53 Nm³ O₂ eingesetzt werden müssen, wobei aus 1 Nm³ CO₂ etwa 5 Nm³ CO gebildet werden, u. zw. unter Verbrauch von 2,17 kg C.

Gemäß der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform wird Rauchgas, das über die Rauchgas- Ableitung 39 aus der Heizeinrichtung 22 ausströmt, zumindest zum Teil über eine Zweigleitung 40, in der ein Verdichter 41 vorgesehen ist, in den Einschmelzvergaser 3 eingeleitet. Dieses Rauchgas weist ebenfalls einen sehr hohen CO₂-Gehalt und einen sehr niedrigen CO-Gehalt auf. Zur Aufheizung des dem weiteren Reduktionsreaktor 20 zugeführten Reduktionsgases kann hierbei noch zusätzlich Abgas aus der CO₂- Entfernungsanlage herangezogen werden, wobei dieses Abgas über eine Abgas-Zweigleitung 42, die in Fig. 4 mit strichlierten Linien dargestellt ist, der Heizeinrichtung 22 zugeführt wird.

Gemäß der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform wird ein Teil des aus dem Reduktionsreaktor 1 abgeleiteten Exportgases über eine Exportgas-Zweigleitung 43, einen Verdichter 44 einer Verbrennung in einer Verbrennungseinrichtung 45 unterzogen und das hierbei gebildete Rauchgas über eine Rauchgas-Ableitung 46 zumindest zum Teil in den Einschmelzvergaser 3 eingespeist. In der Rauchgas-Ableitung ist vorteilhaft ein Rekuperator 47, z. B. zur Vorwärmung von Sauerstoff, der für den Kohlevergasungsprozeß erforderlich ist, vorgesehen. Dies ist insbesondere dann notwendig, wenn die Verbrennung des Exportgases vollständig und ohne nachfolgende Mischung mit einem Kühlgas erfolgt, da eine vollständige Verbrennung eine sehr hohe Verbrennungstemperatur ergibt. Die Verbrennung kann jedoch auch nach Mischung des Exportgases mit einem anderen Gas oder auch als Teilverbrennung erfolgen.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die in der Beschreibung näher erläuterten Ausführungsbeispiele, sondern sie kann in verschiedener Hinsicht modifiziert werden. Beispielsweise können auch zwei oder mehrere erste Reduktions-Schachtöfen 1 vorgesehen sein, wobei deren Exportgase zusammengefaßt und zumindest einem weiteren Reduktions- Schachtofen 20 nach einer CO₂-Entfernung zur Verfügung gestellt werden können. Weiters ist es möglich, das vom Reduktions-Schachtofen 20 rezirkulierte Exportgas über eine eigene Anlage zur Eliminierung des CO₂, die unabhängig von der CO₂-Entfernungsanlage für das aus dem Reduktions-Schachtofen 1 stammende Exportgas arbeitet, zu führen, wobei diese CO₂-Eliminierungsanlage als Reformer ausgebildet sein kann.

Claims (26)

1. Verfahren zum Herstellen von flüssigem Roheisen oder flüssigen Stahlvorprodukten aus von Eisen­ erz und gegebenenfalls Zuschlägen gebildeten Einsatzstoffen, wobei die Einsatzstoffe in einer in einem Reduktionsreaktor (1) ausgebildeten Re­ duktionszone (12) zu Eisenschwamm direkt redu­ ziert werden, der Eisenschwamm in einer in einem Einschmelzvergaser (33) ausgebildeten Ein­ schmelz-Vergasungszone (8) unter Zufuhr von Koh­ lenstoffträgern und sauerstoffhaltigem Gas er­ schmolzen und ein CO- und H₂-haltiges Redukti­ onsgas erzeugt wird, welches in die Reduktions­ zone (12) eingeleitet, dort umgesetzt und als Exportgas abgezogen wird, und wobei das abgezo­ gene Exportgas einem Verbraucher (20) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das abgezogene Exportgas einer CO₂-Entfernung unterzogen und das bei der CO₂-Entfernung abgesonderte, einen hohen CO₂-Anteil enthaltende Abgas zumindest teilweise in die Einschmelzvergasungszone (8) eingeleitet wird und dort mit Kohlenstoffträgern unter Bildung von CO umgesetzt wird.

2. Verfahren zum Herstellen von flüssigem Roheisen oder flüssigen Stahlvorprodukten aus von Eisen­ erz und gegebenenfalls Zuschlägen gebildeten Einsatzstoffen, wobei die Einsatzstoffe in einer in einem Reduktionsreaktor (1) ausgebildeten Re­ duktionszone (12) zu Eisenschwamm direkt redu­ ziert werden, der Eisenschwamm in einer in einem Einschmelzvergaser (3) ausgebildeten Einschmelz- Vergasungszone (8) unter Zufuhr von Kohlenstoff­ trägern und sauerstoffhaltigem Gas erschmolzen und ein CO- und H₂-haltiges Reduktionsgas er­ zeugt wird, welches in die Reduktionszone (12) eingeleitet, dort umgesetzt und als Exportgas abgezogen wird, und wobei das abgezogene Export­ gas einem Verbraucher (20) zugeführt wird, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Teil des Exportga­ ses zumindest einer Teilverbrennung unterworfen wird und das so erhaltene, einen hohen CO₂- Anteil enthaltende Rauchgas in die Einschmelz­ vergasungszone (8) eingeleitet wird und dort mit Kohlenstoffträgern unter Bildung von CO umge­ setzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das einen hohen CO₂-Anteil enthaltende Gas in den unteren Endbereich des in der Einschmelzvergasungszone (8) ausgebildeten bewegten Bettes (38) eingebracht wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das einen hohen CO₂-Anteil enthaltende Gas gemeinsam mit dem der Einschmelzvergasungszone (8) zugeführten sauerstoffhaltigen Gas in diese eingeleitet wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das einen hohen CO₂-Anteil enthaltende Gas mit in die Ein­ schmelzvergasungszone (8) einzuleitenden Stäuben in die Einschmelzvergasungszone (8) eingeleitet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß das einen hohen CO₂-Anteil enthaltende Gas mit in die Einschmelzvergasungszone (8) rückzuführenden Stäuben, die aus dem in der Ein­ schmelzvergasungszone (8) entstehenden Redukti­ onsgas abgeschieden wurden, in die Einschmelz­ vergasungszone (8) eingeleitet wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Anspruche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Einschmelzvergasungszone (8) eingeleitete, einen hohen CO₂-Anteil enthaltende Gas vor dem Einlei­ ten in die Einschmelzvergasungszone (8) einer Entschwefelung unterzogen wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Anspruche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das einer CO₂-Entfernung unterworfene Exportgas in minde­ stens einer ersten Reduktionszone (12) gebildet wird und das von CO₂ gereinigte Exportgas als Reduktionsgas, gegebenenfalls nach einer Aufhei­ zung, in mindestens einer weiteren Reduktionszo­ ne (21) zur Reduktion Van weiterem teilchenför­ migem metalloxidhaltigem Material, vorzugsweise eisenoxidhaltigem Material, eingesetzt und dort umgesetzt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß das von der Aufheizung stammende Rauch­ gas zumindest teilweise in die Einschmelzverga­ sungszone (8) eingeleitet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein bei der CO₂-Entfernung ab­ gesondertes, einen hohen CO₂-Anteil enthaltendes Abgas für die Aufheizung verwendet wird.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein in ei­ ner weiteren Reduktionszone (21) umgesetztes Re­ duktionsgas für die Aufheizung eingesetzt und das dabei gebildete Rauchgas zumindest teilweise in die Einschmelzvergasungszone (8) eingeleitet wird.

12. Verfahren nach einem oder mehreren der Anspruche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rauch­ gas vor Einleiten in die Einschmelzvergasungszo­ ne (8) ein Kühlgas zugemischt wird.

13. Verfahren nach einem oder mehreren der Anspruche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Rauch­ gas vor Einleiten in die Einschmelz­ vergasungszone (8) unter rekuperativer Erwärmung eines Gases, vorzugsweise eines sauerstoffhalti­ gen, für den Prozeß eingesetzten Gases, oder zur Erzeugung von Dampf abgekühlt wird.

14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 13 dadurch gekennzeichnet, daß das in der zweiten Reduktionszone (21) gebildete Exportgas zumindest teilweise ebenfalls einer CO₂- Eliminierung, vorzugsweise nach Mischen mit dem aus der ersten Reduktionszone (12) stammenden Exportgas, unterworfen wird und das hierbei ab­ gesonderte, einen hohen CO₂-Anteil enthaltende Abgas zumindest teilweise ebenfalls in die Ein­ schmelzvergasungszone (8) eingeleitet wird und dort mit Kohlenstoff unter Bildung von CO umge­ setzt wird.

15. Verfahren nach einem oder mehreren der Anspruche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das als Einsatzstoff eingesetzte Eisenerz in Stück- und/oder Pelletform vorliegt.

16. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach ei­ nem oder mehreren der Ansprüche 1, 3 bis 15, mit einem Reduktionsreaktor (1) für Eisenerz, einem Einschmelzvergaser (3), einer den Einschmelzver­ gaser (3) mit dem Reduktionsreaktor (1) verbin­ denden Zuleitung (4) für ein Reduktionsgas, ei­ ner den Reduktionsreaktor (1) mit dem Ein­ schmelzvergaser (3) verbindenden Förderleitung (13) für das im Reduktionsreaktor (1) gebildete Reduktionsprodukt, mit einer vom Reduktionsreak­ tor (1) ausgehenden Exportgas-Ableitung (14), mit in den Einschmelzvergaser (3) mündenden Zu­ leitungen (5, 6, 7) für sauerstoffhaltige Gase und Kohlenstoffträger und mit einem am Ein­ schmelzvergaser (3) vorgesehenen Abstich (11) für Roheisen und Schlacke, dadurch gekennzeich­ net, daß die Exportgas-Ableitung (14) des Reduk­ tionsreaktors (1) über eine CO₂- Entfernungsanlage (17) geführt ist und von der CO₂-Entfernungsanlage (17) eine abgeschiedenes CO₂-haltiges Abgas ableitende Abgasleitung (36, 37, 37') leitungsmäßig mit dem Einschmelzverga­ ser (3) verbunden ist.

17. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach ei­ nem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 15, mit einem Reduktionsreaktor (1) für Eisenerz, einem Einschmelzvergaser (3), einer den Einschmelzver­ gaser (3) mit dem Reduktionsreaktor (1) verbin­ denden Zuleitung (4) für ein Reduktionsgas, ei­ ner den Reduktionsreaktor (1) mit dem Ein­ schmelzvergaser (3) verbindenden Förderleitung (13) für das im Reduktionsreaktor (1) gebildete Reduktionsprodukt, mit einer vom Reduktionsreaktor (1) ausgehenden Exportgas-Ableitung (14), mit in den Einschmelzvergaser (3) mündenden Zu­ leitungen (5, 6, 7) für sauerstoffhaltige Gase und Kohlenstoffträger und mit einem am Einschmelzvergaser (3) vorgesehenen Abstich (11) für Roheisen und Schlacke, dadurch gekennzeichnet, daß von der Exportgas-Ableitung eine Exportgas-Zweigleitung zu einer Verbrennungseinrichtung führt und von dieser eine Rauchgas-Ableitung in den Einschmelzvergaser (3) mündet.

18. Anlage nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasleitung (37, 37') in den unteren Teil des Einschmelzvergasers (3), etwa in Höhe des unteren Endbereiches des im Einschmelzvergaser (3) gebildeten Fließbettes (38), in diesen mündet.

19. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasleitung (37) zusammen mit einer Zuleitung (6) für sauerstoffhältige Gase in den Einschmelzvergaser (3) mündet.

20. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasleitung (37') mit einer Stäube in den Einschmelzvergaser (3) einleitenden Zuleitung, vorzugsweise über einen die Stäube in den Einschmelzvergaser einbringenden Brenner (39), in den Einschmelzvergaser (3) mündet.

21. Anlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß in der den Einschmelzvergaser (3) mit dem Reduktionsreaktor (1) verbindenden Zuleitung (4) für das Reduktionsgas ein Staubabscheider (4') vorgesehen ist, der mit einer Staubrückführleitung mit dem Einschmelzvergaser (3) verbunden ist, und daß die Gasleitung (37') mit dieser Staubrückführleitung über einen Staubbrenner (39) in den Einschmelzvergaser (3) mündet.

22. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gasleitung (36, 37) eine Entschwefelungseinrichtung (18) vorgesehen ist.

23. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Reduktionsreaktoren (1, 20) vorgesehen sind, die miteinander über die Exportgas- Ableitung (14) des ersten Reduktionsreaktors (1) und über die CO₂-Eliminierungsanlage (17) leitungsmäßig miteinander verbunden sind, wobei das von der CO₂-Eliminierungsanlage (17) austretende Exportgas in den zweiten Reduktionsreaktor (20) geführt ist, gegebenenfalls über eine Heizeinrichtung (22, 25).

24. Anlage nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß eine ein Exportgas des zweiten Reduktionsreaktors (20) ableitende Förderleitung (29) in eine CO₂-Entfernungsanlage (17) mündet, vorzugsweise in die CO₂-Entfernungsanlage (17) für das Exportgas des zweiten Reduktionsreaktors.

25. Anlage nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß von der CO₂- Entfernungsanlage (17) ehe Abgas-Zweigleitung (42) in die Heizeinrichtung (22) zwecks Zuführen eines als Heizgas dienenden Abgases mündet und daß von der Heizeinrichtung (22) eine das Rauchgas ableitende Rauchgas-Ableitung (39, 40) leitungsmäßig mit dem Einschmelzvergaser (3) verbunden ist.

26. Anlage nach einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rauchgas-Ableitung ein Rekuperator, vorzugsweise zur Erwärmung eines sauerstoffhältigen Gases, zwischengeschaltet ist.