DE2058496C3

DE2058496C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Eisenerz-Rohmaterialien im Fließbett

Info

Publication number: DE2058496C3
Application number: DE2058496A
Authority: DE
Inventors: Kouji Moriyama
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1969-11-28
Filing date: 1970-11-27
Publication date: 1981-06-19
Also published as: DE2058496A1; SU374843A3; GB1319147A; US3753685A; CA934940A; JPS4819788B1; BE759490A; DE2058496B2; FR2074954A5

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Eisenerz-Rohmaterialien im Fließbett in Gegenwart von Kohle, in das ein Reaktionsgas eingeleitet und dem von unten ein fluidisiensndes Gas zugeführt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei den bisher bekannten Fließbetten wird das Reaktionsgas seitlich in das Fließbett eingeblasen. Bei einem solchen Verfahren verursacht die von starker Wärmeentwicklung begleitete Reaktion oftmals ein Schmelzen oder eine Schädigung der Teile in der Nähe der Einblasöffnung, oder die verschmolzenen Granalien oder Pellets im Fließbett füllen oder verstopfen oftmals die Einblasöffnung oder sogar den Gesamtkörper des Bettes.

tn der DE-AS 11 87 586 wird ein Verfahren zur Herstellung von Metall- und Metalloidchloriden, insbesondere von Siliciumtetrachlorid, beschrieben, bei dem eine Chlorierung von feinkörnigen Silikaten oder Oxiden« insbesondere von Quarz, in Gegenwart von feinkörnigem Kohlenstoff im Wirbelbett durchgeführt wird, indem man durch das Wirbelbett zwischen zwei oder mehreren Elektroden elektrischen Strom leitet und den Kohlenstoff im Überschuß einsetzt, wobei das Gewichtsverhältnis Quarz bzw. Silikat oder Oxid zu Kohlenstoff vorzugsweise 1 :2 bis 1 ; 10 beträgt Dieses Verfahren erfährt eine vorteilhafte Ausgestaltung dadurch, daß man das in einer Nebenreaktion entstehende und störende Siliciummonoxid durch Einleiten eines zweiten Chlorstroms in die obere Zone des Wirbelbettes zu Siliciumtetrachlorid umsetzt Dieses bekannte Verfahren liefert jedoch keinerlei Hinweise zur Lösung der vorstehend aufgezeigten Probleme.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs geschilderte Verfahren so auszubilden, daß die Störungen, die beim Zusammensintern und Schmelzen von Granalien oder Pellets auftreten, was zu Schädigungen der Reaktionsapparatur und zu deren Verstopfung führen kann, ausgeschlossen werden. Des weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung zu schaffen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß einem Fließbett aus Pellets aus Eisenerz und Kohle in feinpulvriger Form ein teilweise oxidiertes Kohlenwasserstoffgas als fluidisierendes Gas zugeführt und in das Fließbett durch mindestens ein Zuführungsrohr, das vom oberen Teil der Reaktionsvorrichtung aus loiiecht

ίο und beweglich im Fließbett endet, ein sauerstoffhaltiges Gas als Reaktionsgas eingeleitet wird.

Zur Durchführung dieses Verfahrens hat sich eine Vorrichtung mit einem Fließbett, einem Einblasrohr für ein fluidisierendes Gas im unteren Teil der Reaktions verrichtung, einem Rohmaterialzuführungsrohr, einer Gasaustrittsöffnung im oberen Teil der Reaktionsvorrichtung und mindestens einem Reaktionsgaszuführungsrohr als besonders geeignet erwiesen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Reaktionsgaszuführungs rohr vom oberen Teil der Reaktionsvorrichtung aus lotrecht und beweglich in dem Fließbett endet.

Wesentlich für eine erfolgreiche Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Tatsache, daß zwei voneinander verschiedene Gas zur Aufarbeitung eines Rohmaterials in ein dieses enthaltendes Fließbett eingeleitet werden müssen, wobei es sich auf der einen Seite um ein fluidisierendes Gas in Form eines teilweise oxidierten Kohlenwasserstoffgases und auf der anderen Seite um ein sauerstoffhaltiges Gas als Reaktionsgas handelt Die hierbei erkennbare chemische Natur der eingeleiteten verschiedenen Gase zeigt, daß sie beide, wenn auch in verschiedenem Ausmaße, an den im Fließbett ablaufenden chemischen Reaktionen teilnehmen. Das gilt auch für jedes beliebige fluidisierende Gas, sofern es sich nicht um ein Inertgas handelt Der nähere Grund für die Wahl der Bezeichnung »fluidisierendes Gas« für das eine Gas ist darin zu sehen, daß das Fließverhalten des der Aufarbeitung von Eisenerz-Rohmaterialien dienenden Bettes hauptsächlich durch dieses Gas bewirkt wird. Zwar übt auch das »Reaktionsgas« am Ausgang des ssiner Zuführung dienenden Rohres einen gewissen Einfluß auf die Fließfähigkeit des Fließbettmaterials aus. Seine Hauptfunktion besteht allerdings darin, an den Reaktionsab- laufen teilzunehmen, die für die Aufarbeitung bzw. Behandlung von Eisenerz-Rohmaterialien bedeutsam sind.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung und F t g, 2 eine bekannte Vorrichtung. Gemäß F i g. 1 ist die Reaktionsvorrichtung 1 in ihrem unteren Teil mit einem Einblasrohr 2 für ein fluidisierendes Gas und in ihrem oberen Teil mit einem Rohmaterialzuführungsrohr 3 und einer Gasaustrittsöffnung 4 versehen. Sie enthält den fließfähigen Bettabschnitt bzw. das Fließbett S und den sich bewegenden Bettabschnitt6. Des weiteren ist ein Reaktionsgaszuführungsrohr 7 vorgesehen, das vom Kopf der Reaktions- vorrichtung 1 her lotrecht und beweglich in dem Fließbett S ende!

Bei der bekannten Vorrichtung nach F i g. 2 erfolgt andererseits das Einblasen des Reaktionsgases durch Reaktionsgaszuführungsrohre T, die in der Seitenwand der Reaktionsvorrichtung Γ angeordnet sind. Die Anordnung der übrigen Teile 3, 4, S und 6 entspricht derjenigen von F i g. 1.

Die Erfindung soll nunmehr anhand der reduzieren-

den Umsetzung von Pellets aus Eisenerz und Kohle in feinpulvriger Form erläutert werden. Die Pellets werden durch das Rohmaterialzuführungsrohr 3 zugeführt. Das Crackgas, das durch teilweise Oxidation von Kohlenwasserstoff entstand, wird durch die Gasaustrittsöffnung 4 abgeführt Die in dem Fließbett 5 fluidisierenden Pellets wandern zu dem sich anschließenden, sich bewegenden Beitabschnitt 6 abwärts und werden von dort aus durch einen nicht gesondert dargestellten Auslaß am unteren Ende des Bettabschnitts 6 ausgetragen. Durch das Reaktionsgaszuführungsrohr 7 wird sauerstoffhaitiges Gas eingeleitet, um Crackgas und das aus den Pellets sich entwickelnde brennbare Gas zu verbrennen und dadurch die Pellets zu erhitzen und die gewünschte Reduktion ablaufen zu lassen. Das bei der Verbrennung entstehende Abgas wird über die Austrittsöffnung 4 abgeführt.

Nachstehend wird ein Beispiel für Betriebsbedingungen der beiden oben beschriebenen Verfahren angegeben.

(t) Verwendete Pellets:

Durchmesser 4—6 mm;
Zusammensetzung:

Pyritsinter 75 Gew.-%, Kohle 23 Gew.-°/o und Sonstiges 2 Gew.-%;

(2) Mittlere Verweilzeit im Fließbett:

10 Minuten;

(3) Durch das Einblasrohr 2 zugeführtes Gas:

Das 13fache der geringsten Menge, die erforderlich ist, um die Pellets in den fließfähigen Zustand zu überführen, mit der Zusammensetzung

N₂ 66,6%, CO 13,0, CO₂ 5,2%,

H₂ 9,1%, H₂O 6,1%,
und der Temperatur von 1000⁰C

(4) Temperatur innerhalb des Fließbettes 5:

1100⁰C

(5) Durch die Reaktionsgaszuführungsrohre 7 bzw. T eingcblasenes Reaktionsgas:

Die Hälfte der Mindestmenge, die erforderlich ist, um die Pellets in den fließfähigen Zustand zu überführen, in der Zusammensetzung

O₂15%, N₂ 85%

und mii einer Temperatur von 55O⁰C.
Ausgestaltung des Reaktionsgaszuführungsrohrs:
erfindungsgemäße Vorrichtung (gemäß Fig. 1):

1 Rohr von 20 mm lichter Weite
bekannte Vorrichtung (gemäß F i g. 2):
6 Rohre von je 8 mm lichter Weite.

lu Bei der unter den genannten Bedingungen durchgeführten Pelletaufarbeitung ergab es sich, daß bei der bekannten Vorrichtung etwa 5 Minuten nach Betriebsbeginn Pellets im oberen Teil der Wandeinblasöffnungen gesintert waren und schließlich das Fließbett von

is ihnen ausgefüllt und verschlossen wurde. Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung andererseits trat kein Sintern der Pellets auf. Vielmehr verlief der Betrieb glatt. Bei ihrem Austritt aus dem Fließbett waren die Pellets zu 80% in den metallischen Zustand überführt

Zusammenfassend führt die Erfindi'-ng
zu folgenden Vorteilen

Die eingesetzten Pellets neigen nicht zum Zusnmmensintern, so daß das Einblasrohr und das Fließbett nicht angefüllt und verschlossen werden. Das Einblasen von Reaktionsgas in unbegrenzter Menge ist möglich, während demgegenüber bei der Gaszuführung durch die Seitenwand der Reaktionsvorrichtung in der Umgebung der Reaktionsgaszuführungsrohre Schäden auftreten und Gas nur in begrenzter Menge zugeführt werden kann. Das Reaktionsgaszuführungsrohr läßt sich leicht instand halten und austauschen. Das in das Fließbett hineinragende Ende des Reaktionsgaszuführungsrohrs läßt sich ohne weiteres an beliebige Stellen des Fließbettes verschieben, so daß auf diese Weise die gewünschten Reaktionsabläufe im Fließbett, wenn es erforderlich sein sollte, lokal beeinflußt werden können. Schließlich läßt sich die Anzahl der Reaktionsgaszunihrungsrohre entsprechend den jeweiligen Reaktionsbedingungen im Fließbett ohne weiteres erhöhen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Behandlung von Eisenerz-Rohmaterialien im Fließbett in Gegenwart von Kohle, in das ein Reaktionsgas eingeleitet und dem von unten ein fluidisierendes Gas zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß einem Fließbett aus Pellets aus Eisenerz und Kohle in feinpulvriger Form ein teilweise oxidiertes Kohlenwasserstoffgas als fluidisierendes Gas zugeführt und in das Fließbett durch mindestens ein Zuführungsrohr, das vom oberen Teil der Reaktionsvorrichtung aus lotrecht und beweglich im Fließbett endet, ein sauerstoffhaltiges Gas als Reaktionsgas eingeleitet wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Fließbett, einem Einblasrohr für ein fluidisierendes Gas im unteren Teil der Reaktionsvorrichtung, einem Rohmaterialzuführungsrohr. einer Gasaustrittsöffnung im oberen Teil der ßeaktionsvorrichtung und mindestens einem Reaktionsgaszuführungsrohr, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgaszuführungsrohr (7) vom oberen Teil der Reaktionsvorrichtung (1) aus lotrecht und beweglich in dem Fließbett (5) endet