DE2060652A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Schwefel und/oder dessen Verbindungen,insbesondere von Schwefelwasserstoff aus einem Gas - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Schwefel und/oder dessen Verbindungen,insbesondere von Schwefelwasserstoff aus einem Gas

Info

Publication number
DE2060652A1
DE2060652A1 DE19702060652 DE2060652A DE2060652A1 DE 2060652 A1 DE2060652 A1 DE 2060652A1 DE 19702060652 DE19702060652 DE 19702060652 DE 2060652 A DE2060652 A DE 2060652A DE 2060652 A1 DE2060652 A1 DE 2060652A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
particles
iron
supply line
furnace
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19702060652
Other languages
English (en)
Other versions
DE2060652B2 (de
DE2060652C3 (de
Inventor
Donald Beggs
Marston William T
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Midrex International BV Rotterdam Zurich Branch
Original Assignee
Midland Ross Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Midland Ross Corp filed Critical Midland Ross Corp
Publication of DE2060652A1 publication Critical patent/DE2060652A1/de
Publication of DE2060652B2 publication Critical patent/DE2060652B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2060652C3 publication Critical patent/DE2060652C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0073—Selection or treatment of the reducing gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/52—Hydrogen sulfide
    • B01D53/523—Mixtures of hydrogen sulfide and sulfur oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/20—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by treating with solids; Regenerating spent purifying masses
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/02—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in shaft furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/02—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in shaft furnaces
    • C21B13/029—Introducing coolant gas in the shaft furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/20—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases
    • C21B2100/22—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by reforming
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/40—Gas purification of exhaust gases to be recirculated or used in other metallurgical processes
    • C21B2100/42—Sulphur removal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/40—Gas purification of exhaust gases to be recirculated or used in other metallurgical processes
    • C21B2100/44—Removing particles, e.g. by scrubbing, dedusting
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/122—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by capturing or storing CO2
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/134—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Description

,-fcg*lfemfcoW:KramGr 70/0702
SOOO Münchon 12 . £ U 0 U 0 0 4
1
eeoaea
lüdland-Koss Corporation, Cleveland/USA
Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Schwefel und/oder dessen Verbindungen, insbesondere von Schwefelwasserstoff aus einem Gas
(Beanspruchte Priorität:
10. Dezember 1969 USA 883 889)
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen von Schwefel und/oder dessen Verbindungen, insbesondere von Schwefelwasserstoff (HpS) aus einem Gas.
Wirksame und billige Verfahren dieser Art werden bei vielen Arbeitsprozessen benötigt. Als einer dieser Prozesse, bei dem die Schwefelentfernung aus dem Prozeßgas erforderlich, ist, wird die Reduktion von Eisenoxiderzen zu metallisierten Pellets genannt, , wobei Eisenoxid durch ein Gas reduziert wird, welches Wasserstoff (H2) und/oder Kohlenmonoxid (CO) enthält. Bestimmte gasförmige Beduktionsproiesse verwenden verbrauchtes Gas bzw. Gichtgas oder Abgas, um den Wasserdampf (H2O) und das
109825/1880 "*2"
Kohlendioxid (CO2) dieses Gases durch. Reaktion des Gases mit einem Kohlenwasserstoff wie naturlichem Gas in Wasserstoff (H2) und Kohlenmonoxid (CO) umzuwandeln. Venn das Eisenerz einen hohen Prozentsatz an Schwefel enthält, reagiert der Schwefel mit dem Reduktionsgas und bildet Schwefelwasserstoffgas. Die verbreitetste Methode zur Entfernung von Schwefelwasserstoffgas aus einem Gas besteht darin, aktivierte Eisenoxidstückchen in einem Bett zu verwenden. Obwohl hierdurch Schwefelwasserstoffgas wirksam entfernt werden kann, sind die Investitionskosten sehr groß, und der Platzbedarf für die hierfür erforderliche Vorrichtung ist ebenfalls beträchtlich.
Durch diese Erfindung wird ein neues Verfahren zum Entfernen von Schwefel und/oder dessen Verbindungen, insbesondere von Schwefelwasserstoff (H2S) aus einem Gas angegeben, für das der Aufwand wesentlich geringer ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das Gas durch ein Bett aktivierter Eisenpartikel hindurchgeleitet wird.
Besondere Bedeutung gewinnt dieses Verfahren in einem neuen Verfahren bzw. einer Vorrichtung zur Metallisierung von Eisenoxiden, in einem neuen Verfahren zum Reduzieren von Eisenoxid zu metallischem Eisen bei gleichzeitiger Entfernung von Schwefel aus dem Eisenoxid, ferner bei einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung für einen gasförmigen Beduktionsprozeß, in dem «ine
109Ö2S/1ÖÖÖ - 3 -
I I'iiajliSSPii1!"!! V-'
volle Ausnutzung der verbrauchten Gase erreicht wird, und schließlich für eine eine Schwefelentfernungseinrichtung enthaltende Vorrichtung zum Metallisieren von Eisenoxid durch ein gasförmiges Reduktionsmittel.
Es hat sich herausgestellt, daß aktivierte Eisenpartikel wirksam Schwefelwasserstoffgas aus einem Reduktionsgas entfernen können. In dieser Anmeldung bedeutet der Ausdruck "aktivierte Eisenpartikel'1 ein Material, das entsteht, wenn Eisenerz oder Eisenoxid mit einem Reduktionsmittel wie Wasserstoff, Kohlenmonoxid, festem kohlenstoffhaltigem Material oder einem Kohlenwasserstoff reagiert und das Eisenoxid durch die Reaktion des Reduktionsmittels in metallisches Eisen umgewandelt wird, wobei das Eisenoxid Wasserdampf und/oder Kohlendioxid abgibt und metallisches Eisen in einem hochreaktionsfähigen Zustand zurückläßt. Es schließt Eisenschwamm und metallisierte Eisenpellets ein.
Die Erfindung ist von besonderem Nutzen bei einem Verfahren, bei dem verbrauchtes Gas in einem katalytischen Umwandlungsof en durch Reaktion des Kohlendioxids und Wasserdampfs in dem verbrauchten Gas mit einem Kohlenwasserstoff aufbereitet wird, um Wasserstoffgas und Kohlenmonoxid zu bilden· Die Anwesenheit von Schwefelwasserstoff gas im verbrauchten Gas neutralisiert die Wirkung des Katalysators, und dies hat eine beträchtliche Verringerung der Reaktion zur lOlge. Bei Anwendung dieser Erfindung wird ein vorteilhafteres Verfahren und eine vorteilhaftere Vorrichtung zum Metallisieren von Eisenoxiden erhalten. Die Folge ·
109825/1880 "4~
ist eine Erhöhung der Produktivität, auch dann, wenn keine Notwendigkeit besteht, den Schwefel zu eliminieren.
Die Erfindung■wird durch ein Ausführungsbeispiel an Hand einer Figur näher erläutert. Die Figur zeigt zum Teil schematisch eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung, bei der die Erfindung angewandt ist und an Hand deren sie dargelegt wird.
In der Figur ist ein senkrechter schachtförmiger Reduktionsofen 10 dargestellt, der einen Aufgabetrichter 12 besitzt, in den Eisenoxidpellets, Preßlinge oder Erzbrocken 14 eingegeben werden. Die Pellets 14- fallen infolge der Schwerkraft von dem Aufgabetrichter 12 durch ein Pelletzuführrohr 16 in den schachtförmigen Reduktionsofen 10. Das Pelletzuführrohr 16 dient auch als Gasverschlußrohr. Am Boden des Reduktionsofens 10 befindet sich ein Pelletauslaßrohr 18, das ebenfalls als Gasverschlußrohr dient. Unterhalb des Auslaßrohrs 18 ist ein Pelletaustragförderer 20 von bekannter Art, wie z. B. ein elektrischer Schwingförderer, angeordnet, der die metallischen Eisenpellets, welche im folgenden als metallisierte Pellets bezeichnet werden, aufnimmt und hierdurch die durch die Schwerkraft bedingte Abwärtsbewegung der Pelletbeschickung in dem Reduktionsofen 10 veranlaßt.
Im oberen Teil des Reduktionsofens 10 befindet sich ein Ringleitungs- und Düsensystem 22, durch das heißes Reduktionsgas
einer Temperatur etwa zwischen 675°0 und 815°0 eingeßpeist wird,
/dann in einem Pelletreduktionsbereich 23 - wie durch Pfeile
10982S/1880 " 5 "
angedeutet - im Gegenstrom zu den Pellets 14 nach oben strömt und durch das an der Spitze des Ofens angeordnete Abgasrohr 24 aus dem Ofen austritt. Das Pelletzuführrohr 16 erstreckt sich bis unterhalb des Abgasrohrs 24. Aufgrund dieser Anordnung entsteht ein Sammelraum 26 für das verbrauchte Gas, d. h. das Gas, das den Reduktionsprozeß vollzogen hat. Aufgrund dieses Sammelraums kann das verbrauchte Gas aus der Beschickungsoberfläche austreten und frei zum Abgasrohr strömen. Das heiße, aus dem Ringleitungs- und Düsensystem 22 einströmende und durch das Abgasrohr 24 abgezogene Reduktionsgas dient dazu, die Eisenoxidpellets zu erhitzen und sie zu metallischem Eisen zu reduzieren.
Das von dem Abgasrohr 24 abgezogene verbrauchte Gas strömt durch ein Rohr 28 zu einer Kühl- und Naßreinigungseinrichtung 30, die dazu dient, das verbrauchte Gas zu kühlen und den Staub zu entfernen. Die Kühl- und Naßreinigungseinrichtung 30 kann von üblicher Art sein. Sie kann z. B. eine !Füllkörper säule sein, bei der das Gas durch die !Füllung im Gegenstrom zu dem Kühlwasser nach oben strömt. Das gekühlte verbrauchte Gas wird dem unteren Bereich des Reduktionsofens 10 durch ein Einlaßrohr 32 zugeführt, welches mit einer Einlaß- und Verteilereinrichtung 34 verbunden ist, die innerhalb des Ofens angeordnet ist und dazu dient, das gekühlte verbrauchte Gas innerhalb des Pelltbeschickungsguts zu verteilen. Ein Gebläse 36 dient in Verbindung mit einem Durchflußregler 38 dazu, das gekühlte verbrauchte Gas zuzuführen. Das an der Stelle der Verteilereinrichtung 34 in das Beschickungsgut eingeleitete gekühlte verbrauchte Gas
109825/1880 ~6~
2060G52 ■
strömt im Gegenstrom zu den sich abwärts bewegenden Pellets in einer Pelletkühlzone 39 nach, oben und verläßt das Beschickungsgut an einem Abzug 40 des Kühlbereichs, der mit einem Abzugrohr 42 verbunden ist. Das verbrauchte Gas strömt aus dem Abzugrohr 42 durch ein Rohr 44 zu einer Kühl- und Naßreinigungseinrichtung 46, die dazu dient, das durch den Pelletkühlbereich 39 des Reduktionsofens 10 hindurchgeleitete verbrauchte Gas zu kühlen und den Staub herauszuwaschen.
Zur Erzeugung des heißen Reduktionsgases wird ein Umwandlungsofen 48 mit Brennstoffbrennern 50, einem Abzugsrohr 52 und einer Vielzahl katalytischer Umwandlungsröhren 54, von denen nur eine dargestellt ist, verwendet. Die für die Verbrennung benötigte Luft wird den Brennern 50 über einen Durchflußregler 58 aus einem Gebläse 56 zugeführt. Der Brennstoff wird den Brennern 50 durch ein Rohr 60 über einen Durchflußregler 66 aus einer Brennstoff quelle 64 zugeführt.
Ein Temperaturfühler 7^ dient zur Steuerung der Brenner 50» so daß in dem Umwandlungsofen 48 durch die in bekannter Weise durchgeführte Steuerung des Durchflußreglers 58 eine Temperatur oberhalb etwa 8700C, normalerweise im Bereich zwischen 870°0 und 11000C aufrechterhalten wird. Das geeignete Brennstoff-Luft-Verhältnis für die Brenner 50 wird durch eine bekannte, nicht dargestellte Vorrichtung erhalten, die dazu dient, den Durchflußregler 66 zu steuern. Obwohl der beschriebene Umwandlungsofen eine bevorzugte Ausführungsform darstellt, können auch andere
109825/1880 " 7 "
BAD ORIGINAL
Umwandlungsöfen verwendet werden.
Aus einer Kohlenwasserstoffquelle 76 wird einem Mischer 80 durch einen Durchflußregler 78 Kohlenwasserstoff zugeführt. Das aus der Kühl- und Naßreinigungseinrichtung 46 kommende verbrauchte Gas wird dem Mischer 80 mittels eines Gebläses 82 über einen Durchflußregler 84 zugeführt. Das Gemisch von Kohlenwasserstoff und verbrauchtem Gas aus dem Mischer 80 wird durch ein Rohr 86 in die Umwandlungsröhren 54 eingeführt. Heißes umgewandeltes Gas aus den Umwandlungsröhren 54, das als Reduktionsgas für den schachtförmigen Reduktionsofen 10 dient, wird durch ein Rohr 90, einen Gaskühler 92 und ein Rohr 94 einem Gaseingangsrohr 88 zugeführt. Mit dem Rohr 94- kann ein weiteres Rohr 95 verbunden sein, um dem System ein weiteres Gas wie Kohlenwasserstoffgas aus einer Quelle 97 zuzuführen. Ein Temperaturfühler 96 dient dazu, den Kühler 92 so zu steuern, daß am Eingangsrohr 88 die gewünschte Temperatur des heißen Reduktionsgases aufrechterhalten wird. Der Kühler 92 wird im allgemeinen insoweit benötigt, als die Temperatur des den Umwandlungsofen verlassenden Gases im Rohr 90 höher ist als die gewünschte Eintrittstemperatur in den Reduktionsofen 10.
Bei der Umwandlung eines Kohlenwasserstoffes tritt zufolge der bekannten Umwandlungsreaktionen in den Röhren 54- des Umwandlungsofens eine Volumenerhöhung ein. So gilt z. B. für die Umwandlung mit Methan (CH^):
- 8 109825/1880
8" 2Ü6ÜG52
+ CO2 -^-4 2GO +
+ H2O -^-» CO +
Das durch die Umwandlung hinzugewonnene Volumen wird durch ein geeignetes Abzugsrohr 70 neben der Kühl- und Naßreinigungseinrichtung 30 als Abgas abgezogen. Das Abgas aus dem Abzugsrohr JO kann als zusätzlicher Brennstoff für den Umwandlungsofen verwendet werden, so daß die Menge des aus der Brennstoffquelle 64 benötigten Brennstoffs verringert werden kann.
Als Reduktionsgas für die Direktreduktion von Eisenoxid in metallisches Eisen geeignetes heißes umgewandeltes Gas enthält einen relativ hohen Prozentsatz an den Reduktionsmitteln Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff (H2X Ein heißes Reduktionsgas hoher Qualität, das durch Umwandlung gasförmiger Kohlenwasserstoffe wie eines natürlichen Gases unter Verwendung von Kohlendioxid (COp)und restlichem Wasserdampf im Abgas aus einem Direktreduktionsofen als Oxidationsmittel für die Umwandlung gewonnen worden ist, enthält wenigstens 40 % bis 50 % Wasserstoff(H2X Es hat sich experimentell herausgestellt, daß ein einen solchen Betrag an Wasserstoff(H2) enthaltendes heißes Reduktionsgas mit den Restschwefelverbindungen in den Eisenoxidpellets reagiert und Schwefelwasserstoffgas (H2S) bildet, das den Reduktionsofen mit dem Abgas verläßt. Es hat sich herausgestellt, daß bei der Umwandlung natürlichen Gases mit dem Abgas aus einem Direktreduktionsofen ein Anteil von nur 20 bis 40 Teilen pro Million
109825/1880 " 9 "
ΒΊΙΙ : !!«Ill I Wf1"
an Schwefelwasserstoffgas in dem Abgas außerordentlich schädlich hinsichtlich der Umwandlungskapazität des Umwandlungsofens ist. Außerdem wurde gefunden, daß frisch hergestellte metallisierte Pellets, die in der hochporösen Form von Eisenschwamm vorliegen, das Schwefelwasserstoffgas aus dem verbrauchten Gas entfernen, wahrscheinlich durch Reaktion des metallischen Eisens mit dem Schwefelwasserstoffgas, durch die Eisensulfid gebildet wird. Frisch hergestellte metallisierte Pellets entfernen Schwefelwasserstoff bei einer Umgebungstemperatur von ebwa 15°C bis etwa 210G ebenso gut wie bei erhöhten Temperaturen.
Gemäß der Erfindung wird das verbrauchte Gas aus dem schachtförmigen Reduktionsofen 10 in der Kühl- und Naßreinigungseinrichtung 30 gekühlt, wobei der größte Anteil des während der Reduktion der Eisenoxidpellets in der Reduktionszone 23 gebildeten Wasserdampfs kondensiert wird. Durch die Kondensation des Wasserdampfs wird der Anteil an Kohlenmonoxid (00) und Wasserstoff (Hp) in dem verbrauchten Gas erhöht und hierdurch das Gas für die Kühlung der metallisierten Pellets im Kühlbereich 39 geeignet gemacht, ohne daß eine Reoxidation der Pellets auftritt. Das durch die Verteilereinrichtung 34- in. den Ofen eingeführte aufbereitete verbrauchte Gas dient dazu, die metallisierten Pellets unter reduzierenden Bedingungen zu kühlen, während die frisch metallisierten Pellets, die sich in der Kühlzone 39 nach abwärts bewegen, dazu dienen, Schwefelwasserstoff (HgS) aus dem verbrauchten Gas zu entfernen, bevor dieses den Ofen durch das Abzugsrohr 42 verläßt. So wird Jeglicher Resbschwefel, der aus
109826/1880 ~'10~
" '10 " 20 6 C) L Γ, 2
den Eisenoxidpellets im oberen Teil der Reduktionszone 23 entfern b wird, bevor die Oxidpellets zu metallischem Eisen reduziert werden, in der Kühlzone 13 in die metallisierten Pellebs zurückgegeben und hierdurch ein schwefelfreies Abgas für den Umwandlungsofen erzeugt.
Beim Ablauf des schematisch in der Zeichnung dargestellten Gesamtprozesses wird der Fluß des verbrauchten Gases durch das Ventil
" 38 so eingestellt, daß er im wesenblichen dem Fluß des verbrauchten Gases durch dar» Ventil 84 angepaßt ist, um einen Austatisch von Gasen zwischen der Reduktionszone 23 und der Kühlzone 39 des schachtförmigen Reduktionsofen^ ΊΟ zu verhindern. Unter Umständen kann es erwünscht sein, den Fluß durch das Ventil 84- so einzustellen, daß er etwas größer als der durch das Ventil 38 ist, um einen Teil des Reduktionsgases in die Kühlzone 39 abzuleiten, und einen zusätzlichen Anteil an Reduktionszeit der Pellets vor dem Kühlen vorzusehen. Zudem kann dem Reduktionsgas durch das
) Rohr 95 ein kleiner Betrag an Kohlenwasserstoff wie natürlichem Gas oder Methan zxigesetzt werden. Das Kohlenwassersboffgas reagiert in der Reduktionszone 23 mit den Eisenoxiden und erzeugt Wasserstoffgas (Ho) und Kohlenmonoxid (GO), und der in die Kühlzone abgeleitete Teil wird thermisch zersetzt und bildet Kohlenstoff und Wasserstoff. Die Anwesenheit von zusätzlichem Kohlenstoff ist für den darauffolgenden Schmelzprozeß der metallisierten Pellebs nützlich. Der Wasserstoff Lst ebenfalls nützlich. Eb hat sich herausgestellt, daß der AnteLL an Kohlenwasserstoffen 6 c/o der Gaomenge in dem Rohr 9^ nicht überschreiten sollte.
109825/1800 " 11 "
ORIGINAL
" ΛΛ - 2Ü6üb52
Andernfalls würde die Kohlenstoffabscheidung zu groß werden.
Eine andere Ausführungsform enthält einen Schwefelentferner 72 mit einem Bett aus aktiven Eisenpartikeln 73. Wenn das verbrauchte Gas die Kühl- und Haßreinigungseinrichtung 30 verlaßt, wird es in den Schwefelentferner 72 geleitet und hier mit den aktivierten Eisenpartikeln 73 in. Berührung gebracht. Nachdem das Gas den Partikeln 73 ausgesetzt worden ist, wird es in das Einlaßrohr 32 geleitet, wo es dazu dient, das Pel3ä;beschicktuigsgut zu kühlen. Diese Ausführungsform ist dann zweckmäßig, wenn die Menge an Schwefel im ursprünglichen Eisenerz unannehmbar hoch ist oder im wesentlichen schwefelfreies Eisen hergestellt werden soll. Die im Bett 72 angeordneten aktivierten Pellets 73 dienen als Reinigungspellets und entfernen im wesentlichen den gesamten Schwefel aus dem verbrauchten Gas. Durch die Entfernung des Schwefels kommt das Gas ohne Schwefel in das Einlaßrohr 32, so daß eine Schwefelablagerung im Endprodukt eliminiert wird. Obwohl die metallisierten Reinigungspellets 73 periodisch ausgewechselt werden sollten, hat sich herausgestellt, daß die Aktivität des Eisens im Hinblick auf eine Schwefelentfernung extrem hoch ist und daß der Prozentsatz an Reinigungspellets, bezogen auf das Enderzeugnis, sehr klein ist. Der Schwefelentferner 72 kann auch zwischen dem Abgasrohr 24 und der Kühl- und Naßreinigungseinrichtung 50 angeordnet werden.
Um einen Einblick zu gewinnen, inwieweit aktivierte Eisenpartikel aus einem Wasserstoff enthaltenden Gasstrom Schwefel zu
109825/1880 "" 12 "
entfernen vermögen, wurde ein Versuch durchgeführt. Es wurden aktivierte Pellets in der folgenden Analyse verwendet:
Gesamtes Eisen · 93,2 %
Metallisches Eisen 89,7 %
% metallisiert 96,3 %
Kohlenstoff 1,65 %
Schwefel 0,012 %
Die Pelletprobe wurde in einem Röhrenofen vom Typ Burrell zusammen mit einem Thermoelement innerhalb des Bettes angeordnet. Das Thermoelement wurde während des gesamten Tests auf einer Temperatur von 66°C gehalten. Es wurden 142 diir/h eines endothermisch erzeugten Gases (nahezu 20 % CO, 40 % H2 und 38 % N2), dem 5 % Schwefelwasserstoff (H2S) aus einer Flasche zugesetzt worden war, durch das Pelletbett hindurchgeleitet. In ausgewählten Zeitintervallen im Bereich zawischen 1 Stunde und 36 Stunden wurden mehrere Pellets aus dem System entfernt und bei diesen eine Schwefelanalyse durchgeführt. Die Ergebnisse sind im folgenden aufgeführt:
Zeit % Schwefel im Bett
1 Stunde 0,14
2 Stunden 0,17
3 Stunden 0,23 6 Stunden 0,39
109825/1880
Zeit
12 Stunden 24 Stunden 36 Stunden
Schwefel im Bett 1,82 2,67 2,80
Die Versuche bestätigen, daß aktivierte Eisenpartikel die Fähigkeit besitzen, über eine lange Zeitdauer hinweg Schwefel aus einem Schwefelwasserstoff enthaltenden Gas zu absorbieren.
10 Ansprüche
1 Figur
109825/1880

Claims (1)

  1. 70/0702
    Ansprüche
    fly Verfahren zum Entfernen von Schwefel und/oder dessen Verbindungen, insbesondere von Schwefelwasserstoff (HpS) aus einem Gas, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas durch ein Bett aktivierter Eisenpartikel (39, 72) hindurchgeleitet wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß bei einem Verfahren zur Reduktion von Eisenoxidpartikeln zu metallisierten Partikeln bzw. Eisenschwamm bzw. zur Entfernung von Schwefel aus Eisenoxidpartikeln mittels eines vorzugsweise Wasserstoff (Hp) und Kohlenmonoxid (CO) enthaltenden Reduktionsgases, bei dem das verbrauchte Reduktionsgas mit einem Kohlenwasserstoffgas gemischt, das Gemisch zu einem Reduktionsgas umgewandelt und anschließend wieder in den Reduktionsprozeß zurückgeführt wird, das verbrauchte Reduktionsgas vor der Mischung mit Kohlenwasserstoffgas durch ein Bett aktivierter Eisenpartikel hindurchgeleitet wird, so daß der beim Reduktionsprozeß aus den Eisenoxidpartikeln in das verbrauchte Reduktionsgas auf genommene Schwefel entfernt wird.
    3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn-
    109825/1880 - 2 -
    zeichnet , daß die durch den Reduktionsprozeß metallisierten Eisenoxidpartikel als aktivierte Eisenpartikel dienen und das verbrauchte Reduktionsgas im gekühlten Zustand durch einen Bereich des Reduktionsbehälters hindurchgeleitet wird, in dem metallisierte Eisenpartikel vorhanden sind.
    4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das verbrauchte Reduktionsgas durch einen gesonderten Behälter mit einem Bett (72) aktivierter Eisenpartikel hindurchgeleitet wird.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß dem Reduktionsgas hinter der Umwandlungsstufe Kohlenwasserstoff bis zu einem Anteil von 6 % zugesetzt wird.
    6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3» gekennzeichnet durch einen im allgemeinen senkrechten schachtförmigen Reduktionsofen (ΊΟ), eine Aufgabevorrichtung (12) für die Zufuhr von Eisenoxidpartikeln in den oberen Bereich des Reduktionsofens, eine Austragvorrichtung (20) zum Entfernen der Partikel aus dem unteren Bereich des Ofens, so daß sich die Partikel aufgrund der Schwerkraft nach abwärts bewegen, eine erste Gaszufuhrleitung (94-) zum Einleiten des Gases in den Ofen an einer Stelle zwischen der Aufgabevorrichtung und der Austragvorrichtung, eine erste Gasableitung (24) zwischen der ersten Gaszufuhrleitung und ·
    109825/1880 "3"
    der Aufgabevorrichtung, einen an die erste Gasableitung angeschlossenen Kühler (30), eine zwischen der ersten Gaszufuhrleitung und der Austragvorrichtung angeordnete Gaszufuhrleitung (32), die mit dem Auslaß des Gaskühlers verbunden ist, eine zwischen der ersten und der zweiten Gaszufuhrleitung angeordnete zweite Gasableitung (42) sowie einen mit der zweiten Gasableitung verbundenen, vorzugsweise katalytischen Umwandler, an dessen Auslaß die erste Gaszufuhrleitung angeschlossen ist.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Gaskühler (30) und der zweiten Gaszufuhrleitung (32) ein Bett (72) aktivierter Eisenpartikel angeordnet ist.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen der ersten Gasableitung (24) und dem Gaskühler (30) ein Bett (72) aktivierter Eisenpartikel angeordnet ist.
    9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen im allgemeinen senkrechten schachtförmigen Reduktionsofen (10), eine Aufgabevorrichtung (12) für die Zufuhr von Eisenoxidpartikelr im oberen Bereich des Reduktionsofens, eine Austragvorrichtung (20) zum Entfernen der Partikel aus dem unteren Ende des Ofens, so daß sich die Partikel aufgrund der Schwerkraft nach
    109825/1880 " 4~
    abwärts bewegen, eine Gaszufuhrleitung (94-) zum Einleiten des Gases in den Ofen an einer Stelle zwischen der Aufgabevorrichtung und der Austragvorrichtung, eine erste Gasableitung (24) zwischen der ersten Gaszufuhrleitung und der Aufgabevorrichtung, einen an die erste Gasableitung angeschlossenen Kühler (30), einen mit dem Auslaß des Gaskühlers verbundenen Behälter (72), in dem sich ein Bett aktivierter Eisenpartikel befindet, einen mit dem Gasauslaß dieses Behälters verbundenen, vorzugsweise katalanischen Umwandler, an dessen Auslaß die erste Gaszufuhrleitung angeschlossen ist.
    10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Behälter (72) zwischen der ersten Gasableitung (24) und dem Gaskühler (30) angeordnet ist.
    109825/1880
    Leerseite
DE2060652A 1969-12-10 1970-12-09 Verfahren und Vorrichtung zur Metallisierung von Eisenoxidpartikeln Expired DE2060652C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US00883889A US3816101A (en) 1969-12-10 1969-12-10 Method for reducing iron oxides in a gaseous reduction process

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2060652A1 true DE2060652A1 (de) 1971-06-16
DE2060652B2 DE2060652B2 (de) 1979-12-13
DE2060652C3 DE2060652C3 (de) 1980-08-21

Family

ID=25383537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2060652A Expired DE2060652C3 (de) 1969-12-10 1970-12-09 Verfahren und Vorrichtung zur Metallisierung von Eisenoxidpartikeln

Country Status (11)

Country Link
US (1) US3816101A (de)
JP (1) JPS515328B1 (de)
AU (1) AU2282070A (de)
BE (1) BE759927A (de)
DE (1) DE2060652C3 (de)
ES (1) ES386319A1 (de)
FR (1) FR2073169A5 (de)
GB (1) GB1327279A (de)
NL (1) NL167998C (de)
NO (1) NO132838C (de)
SE (1) SE395715B (de)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4001010A (en) * 1974-08-26 1977-01-04 Nippon Steel Corporation Method for processing reduced iron
US4013454A (en) * 1975-03-04 1977-03-22 Robert Kenneth Jordan Coproduction of iron with methanol and ammonia
US4049440A (en) * 1975-05-19 1977-09-20 Midrex Corporation Method for producing metallic iron pellets
US4046557A (en) * 1975-09-08 1977-09-06 Midrex Corporation Method for producing metallic iron particles
US4608240A (en) * 1983-11-04 1986-08-26 Hylsa, S.A. Method for the desulfurization of hydrocarbon gas
ZA962685B (en) * 1995-04-07 1996-07-25 Hylsa Sa Refractory bricks for iron ore reduction reactors
AT407192B (de) 1998-08-13 2001-01-25 Voest Alpine Ind Anlagen Schachtofen
US6562103B2 (en) 2001-07-27 2003-05-13 Uop Llc Process for removal of carbon dioxide for use in producing direct reduced iron
SE0301071D0 (sv) * 2003-04-11 2003-04-11 Hoeganaes Ab Gas purification
DE102006062689B4 (de) * 2006-12-21 2009-01-22 Mines And Metals Engineering Gmbh (M.M.E.) Schachtofen für die direkte Reduktion von Eisenoxid
AT505490B1 (de) 2007-06-28 2009-12-15 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von eisenschwamm
MA33268B1 (fr) 2009-04-20 2012-05-02 Midrex Technologies Inc Procédé et appareil pour séquestrer du dioxyde de carbone à partir d'un gaz usé
US8657999B2 (en) * 2010-07-28 2014-02-25 General Electric Company Methods for preparing fuel compositions from renewable sources, and related systems
MY174695A (en) 2013-02-15 2020-05-08 Midrex Technologies Inc Method and apparatus for sequestering carbon dioxide from a spent gas

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL26409C (de) * 1900-01-01
US1800856A (en) * 1926-04-07 1931-04-14 Bradley Linn Treating iron ore
US1871848A (en) * 1930-03-06 1932-08-16 Gustafsson Emil Gustaf Torvald Process for producing metal sponge
US2551905A (en) * 1946-04-29 1951-05-08 Phillips Petroleum Co Desulfurization of gases
US2528553A (en) * 1946-11-19 1950-11-07 Pickands Mather & Co Process of magnetic roasting
US2545932A (en) * 1948-05-26 1951-03-20 Allied Chem & Dye Corp Two-stage conversion of iron oxide into iron
US2545933A (en) * 1948-05-26 1951-03-20 Allied Chem & Dye Corp Conversion of iron oxide into iron with coke-oven gas
US2740706A (en) * 1951-10-10 1956-04-03 Texaco Development Corp Method of reducing metal oxides
US2821471A (en) * 1956-12-19 1958-01-28 Texaco Development Corp Process for reduction of iron ore
US2931720A (en) * 1958-09-25 1960-04-05 Pickands Mather & Co Beneficiation of low-grade hematitic ore materials
US3151973A (en) * 1962-02-23 1964-10-06 Inland Steel Co Production of low sulfur iron
US3199946A (en) * 1963-07-23 1965-08-10 Honolulu Gas Company Removal of hydrogen sulfide from hydrocarbon fuel gases
US3375099A (en) * 1964-06-30 1968-03-26 Armco Steel Corp Production of iron from pelletized iron ores
US3375098A (en) * 1964-07-22 1968-03-26 Armco Steel Corp Gaseous reduction of iron ores

Also Published As

Publication number Publication date
FR2073169A5 (fr) 1971-09-24
DE2060652B2 (de) 1979-12-13
GB1327279A (en) 1973-08-22
NO132838B (de) 1975-10-06
JPS515328B1 (de) 1976-02-19
NL167998C (nl) 1982-02-16
NL167998B (nl) 1981-09-16
NL7017849A (de) 1971-06-14
BE759927A (fr) 1971-06-07
AU2282070A (en) 1972-06-01
ES386319A1 (es) 1973-03-16
US3816101A (en) 1974-06-11
NO132838C (de) 1976-01-14
SE395715B (sv) 1977-08-22
DE2060652C3 (de) 1980-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2932939C2 (de)
DE2401909C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Stahl
DE2060652A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Schwefel und/oder dessen Verbindungen,insbesondere von Schwefelwasserstoff aus einem Gas
DE2633006B2 (de) Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden
DE2461153B2 (de) Verfahren zur Reduktion von Eisenerz mittels Reduktionsgas in einem Schachtofen
DE3039838A1 (de) Verfahren und anlage zur reduktion von eisenoxid zu metallisiertem eisen
EP0571358A1 (de) Verfahren zur Direktreduktion von teilchenförmigem eisenoxidhältigen Material
AT402825B (de) Verfahren zur direktreduktion von eisenoxidhältigem material
DE2651309C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Direktreduktion von Metalloxid
DE19509833C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Eisenkarbid in einem Schachtofen
DE3036920C2 (de) Verfahren zur Reduktion von feinteiligem Eisenerz zu Eisenschwamm
DE2810657C2 (de) Verfahren zur Direktreduktion von Eisenerzen
AT406380B (de) Verfahren zum herstellen von flüssigem roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten sowie anlage zur durchführung des verfahrens
DE2541066A1 (de) Verfahren zur herabsetzung des gesamtschwefelgehaltes eines schwefeldioxyd und andere umwandelbare schwefelverbindungen enthaltenden claus-abgases
EP0766748B1 (de) Verfahren zur direktreduktion von eisenoxidhältigem material
AT390081B (de) Verfahren zum reduzieren von metalloxid zu metallisiertem material unter verwendung von pentan und hoeheren kohlenwasserstoffen
AT406379B (de) Verfahren zur direktreduktion von teilchenförmigem eisenoxidhältigem material und anlage zur durchführung des verfahrens
DE2947128A1 (de) Verfahren zur kontinuierlichen erzeugung eines hochtemperatur-reduktionsgases
DE1171364B (de) Verfahren zum magnetisierenden Roesten nichtmagnetischer Eisenerzteilchen
DE69217842T2 (de) Anlage zur Eisenerzreduktion in circulierenden Wirbelschicht
DE69222505T2 (de) Vorrichtung zum Reduzieren eisenoxydhaltiger Materialien in einer zirkulierenden Wirbelschicht
DE575586C (de) Verfahren zur Herstellung von Erzkoks
AT409386B (de) Verfahren und anlage zur direktreduktion von teilchenförmigen oxidhältigen erzen
DE1231219B (de) Kontinuierliches Kreislaufverfahren zur Herstellung von Wasserstoff
DE1767574C3 (de) Verfahren zur Wärmezuführung an endotherme heterogene Reaktionen

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: MIDREX INTERNATIONAL, B.V. ROTTERDAM, ZUERICH BRAN

8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: STRACKE, A., DIPL.-ING. LOESENBECK, K., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 4800 BIELEFELD

8310 Action for declaration of annulment
8313 Request for invalidation rejected/withdrawn