DE2265325A1 - Verfahren zur herstellung einer reduktionsmischung - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer reduktionsmischung

Info

Publication number
DE2265325A1
DE2265325A1 DE19722265325 DE2265325A DE2265325A1 DE 2265325 A1 DE2265325 A1 DE 2265325A1 DE 19722265325 DE19722265325 DE 19722265325 DE 2265325 A DE2265325 A DE 2265325A DE 2265325 A1 DE2265325 A1 DE 2265325A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
reducing gas
gas
zone
temperature
reducing
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.)
Withdrawn
Application number
DE19722265325
Other languages
English (en)
Other versions
DE2265325B2 (de
Inventor
C P Marion
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.)
Texaco Development Corp
Original Assignee
Texaco Development 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 Texaco Development Corp filed Critical Texaco Development Corp
Publication of DE2265325A1 publication Critical patent/DE2265325A1/de
Publication of DE2265325B2 publication Critical patent/DE2265325B2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
    • C21B5/06—Making pig-iron in the blast furnace using top gas in the blast furnace process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/36—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0475—Composition of the impurity the impurity being carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0485—Composition of the impurity the impurity being a sulfur compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/049—Composition of the impurity the impurity being carbon
    • 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
    • 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
    • C21B2100/60—Process control or energy utilisation in the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/64—Controlling the physical properties of the gas, e.g. pressure or temperature
    • 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
    • Y02P10/20—Recycling
    • 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
    • Y02P10/25—Process efficiency
    • 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
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
    • 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
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Description

DR. GERHARD SCHUPFNER
PATENTASSESSOR S 3 2
ρ 22 65 325.h (τ 72 O5V2)
TEXACO DEVELOPMENT CORPORATION 135 East i+2nd Street New York, N.Y. 10017
U.S.A.
Verfahren zur Herstellung einer Reduktionsgasmischung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung einer Reduktionsgasmischung durch Partialoxydation eines Kohlenwasserstoffbrennstoffes, wobei die erzeugte Gasmischung hauptsächlich aus CO und H9 besteht und sich durch einen geringen Anteil an Kohlenstoffteilchen auszeichnet.
Reduktionsgas wird gewöhnlich durch bekannte Verfahren bei Temperaturen erzeugt, welche zu hoch sind, um eine direkte Eingabe des Gases beispielsweise in eine Erzreduktionszone zu erlauben. Weiterhin kann das so erzeugte Reduktionsgas einen unerwünschten Wasserdampfanteil und mitgerissene Kohlenstoffteilchen aufweisen. Dadurch wird seine Verwendung als Reduktionsmittel begrenzt. Ein Vorteil des vorliegenden Verfahrens besteht darin, daß die Notwendigkeit großer
709829/0407
Abhitzekessel und Quenchkessel, welche gewöhnlich zum Kühlen und Reinigen des aus dem Gasgenerator ausströmenden Reduktionsgasstromes verwendet werden, vermieden wird.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Reduktionsgasmischung, die hauptsächlich aus CO und H besteht und einen geringen Anteil an Kohlenstoffteilchen enthält, durch Partialoxydation eines Kohlenwasserstoffbrennstoffes mit einem sauerstoffhaltigen Gas wahlweise in Gegenwart eines temperatursteuernden Gases in einer strömungshindernisfreien Reaktionszone eines Reduktionsgasgenerators bei einer autogenen Temperatur von etwa 8I5 bis 1930 C und einem Druck von etwa 1 bis 350 Atmosphären. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß
a) der Reduktionsgasausstrom nach Verlassen der Reaktionszone in einer getrennten Mischzone mit einem zurückgeführten Teil des in diesem Verfahren bereits vorher gewonnenen, verminderte Anteile an Wasserdampf und Kohlenstoffteilchen enthaltenden Reduktionsgasstromes vermischt wird,
b) ein Teil der auf diese Weise aufgebesserten Reduktionsgasmischung in die Gaskühl- und Waschzone, die in Abstromrichtung hinter der Mischzone angeordnet ist, eingegeben wird und
c) der so gekühlte und gereinigte, verminderte Anteile
an Wasserdampf und Kohlenstoffteilchen enthaltende Teil der Reduktionsgasmischung aus der Gaskühl- und Waschzone abgezogen, auf einen Druck, der höher als der Druck des den Generator verlassenden Reduktionsgasausstroms ist, komprimiert und alsdann in die Mischzone zurückgeführt wird .
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird demnach das gesamte, den Reduktionsgasgenerator verlassende Reduktionsgas kontinuierlich in einer vom Gasgenerator getrennten Mischzone mit einem
709829/0407
nur geringe Mengen Wasserdampf und Kohlenstoffteilchen enthaltenden Reduktionsgas gemischt unter Bildung eines vergleichsweise kühlen, gereinigten und somit aufgebesserten Reduktionsgasstroms. In Abstromrichtung von der Mischzone kann ein Teil des aufgebesserten Reduktionsgasstroms kontinuierlich abgezogen und einer entsprechenden Verwendung, beispielsweise in der Erzreduktionszone eines Eisenerzhochofens, zugeführt werden. Der andere Teil des aufgebesserten Reduktionsgasstroms wird nach Passieren einer Gaskühl- und Reinigungszone komprimiert und in die Mischzone zurückgeführt.
Ein Vorteil des vorliegenden Verfahrens liegt darin, daß das Reduktionsverhältnis, d.h. das Molverhältnis (H2+C0)/(Hp0+C0p), des Reduktionsgases erhöht wird. Das aufgebesserte Reduktionsgas kann infolgedessen beispielsweise in der Erzreduktionsanlage eines Eisenerzhochofens, besonders vorteilhaft eingesetzt werden, da es das Gewicht des einzusetzenden metallurgischen Kokses pro Gewicht erzeugten Metalls zu vermindern erlaubt.
Das Reduktionsgas wird in der feuerfesten Reaktionszone eines Strömungshindernisfreien, ungepackten, nichtkatalytischen Reduktionsgasgenerators, wie er beispielsweise in US-PS 2 809 104 beschrieben wird, erzeugt.
Eine große Zahl von Kohlenwasserstoffen kann im Gasgenerator mit einem sauerstoffhaltigen Gas und wahlweise in Gegenwart eines temperatursteuernden Gases unter Bildung von Reduktionsgas reagieren.
Der in dieser Patentanmeldung verwendete Ausdruck "Kohlenwasserstoffbrennstoff" beschreibt verschiedene Ausgangsmaterialien und umfaßt gasförmige und flüssige Kohlenwasserstoff-
709829/0407
brennstoffe. Unter diesem Ausdruck v/erden weiter eingeordnet: 1.) pumpbare Auischlämmungen von festen kohlenstoffhaltigen Brennstoffen, wie z. B. Kohlen, Kohlenstoffteilchen und Petrolkoks in einem Träger, wie z. B. Wasser oder flüssiger Kohlenwasserstoffbrennstoff und Mischungen derselben,
2.) Gas-Feststoff-Suspensionen, wie z. B. feingemahlene, feste kohlenstoffhaltige Brennstoffe dispergiert entweder in einem temperatursteuernden Gas oder einem gasförmigen Kohlenwasserstoff und
3.) Gas-Flüssig-Feststoff-Dispersionen, wie z. B. feinverteilter, flüssiger Kohlenwasserstoffbrennstoff und Kohlenstofftsilchen dispergiert in einem temperatursteuernden Gas.
Der in dieser Patentanmeldung verwendete Ausdruck "flüssiger Kohlenwasserstoffbrennstoff" schließt verschiedene Materialien, wie z. B. Flüssiggas; Erdöldestillate und -rückstände; Gasolin; Naphtha; Kerosin; Rohöl; Asphalt; Gasöl; Rückstandsöl; Teersandöl; aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol, Xylolfraktionen, Kohleteer, Kreislaufgasöl aus Wirbelschichtcrackverfahren, Furfurolextrakte des Koksgasöls; und Mischungen derselben ein. Unter dem Ausdruck "gasförmige Kohlenwasserstoffbrennstoffe11 v/erden Ausgangsmaterialien wie Methan, Äthan, Propan, Butan, Pentan, Erdgas, Wassergas, Koksofengas, Raffineriegas, Acetylenrestgas, Äthylenabgas und Mischungen derselben verstanden. Gasförmige und flüssige Ausgangsmaterialien können vermischt und gleichzeitig verwendet werden und können paraffinische, olefinische und aromatische Verbindungen in jedem Anteil bedeuten. Das Kohlenwasserstoffausgangsraaterial kann bei Raumtemperatur vorliegen oder auf eine Temperatur von etwa 315 bis 650 C aber unterhalb seiner Cracktemperatur vorgeheizt v/erden. Das flüssige Kohlenwasserstoffausgangsmaterial kann dem Brenner in flüssiger Phase
709829/0407
BAD ORIGINAL
•r
oder als verdampftes Gemisch mit oder ohne Dampf oder einem anderen Moderator ziigeführt werden.
Der in dieser Patentanmeldung verwendete Ausdruck "sauerstoffhalt iges Gas11 umfaßt Luft, sauerstoff angereicherte Luft, d. h. mehr als 21 Mol~;o Sauerstoff, und im wesentlichen reinen Sauerstoff, d. h. mehr als 95 MoI-Jo Sauerstoff. Das sauerstoff haltige Gas kann dem Brenner im Temperaturbereich Umgebungstemperatur bis 985 C zugeführt werden. Das Verhältnis von freiem Sauerstoff im Oxidans zum Kohlenstoff im Ausgangsmaterial (O/C, Atom/Atom) liegt zwischen 0,7 und 1,5·
HpO kann der Reaktionszone flüssig oder gasförmig zugegeben werden. Es kann Dampf oder vernebeltes flüssiges V/asser sein. Weiterhin kann alles HpO entweder mit dem Kohlenwasserstoffausgangsmaterial oder mit dem sauerstoffangereicherten Gas vermischt werden. Andererseits kann ein Teil des Dampfes dem Sauerstoffstrom in der Leitung (3) in einem Anteil von weniger als etwa 25 Gew.-?o des Sauerstoffs zugemischt und der Rest mit dem Kohlenwasserstoff vermischt werden. Das HpO kann bei Umgebungstemperatur bis 54O°C oder oberhalb vorliegen. Beispielsweise beträgt das Gewichtsverhältnis von HpO zu flüssigem KohlenwasserStoffausgangsmaterial etwa 0,05 bis 6 und normalerweise etwa 0,05 bis 0,25 Gewichtsteile HpO/Gewichtsteil Kohlenwasserstoffausgangsmaterial abhängig von der Endverwendung des Produktgases.
HpO dient zum Steuern der Temperatur in der Reaktionszone des Reduktionsgasgenerators. Es kann auch mit den anderen Ausgangsmaterialströmen im Generator reagieren. Andere geeignete Temperaturmoderatoren, welche anstatt oder in Kombination mit HpO verwendet werden können, umfassen abgekühlte Reduktionsgasanteile, abgekühltes Abgas aus einer integrierten Erzreduktionszone, z. B. aus einem Hochofen, COg, verschiedene Abgase aus anderen Verfahren, Inertgas, z. B.
709829/0407
BAD ORIGINAL
Stickstoff, und Mischungen derselben. Bei Anwendungen als Reduktionsgas ist es erwünscht, nur einen Minirnumanteil von HpO und/oder COp zu verwenden.
Die Verwendung eines Ternperaturmoderators zur Steuerung der Temperatur in der Reaktionszone ist freigestellt und hängt allgemein vom C/lI-Verhaltnis des Ausgangsmaterials ab. Beispielsweise wird ein Teraperaturmoderator im allgemeinen nicht mit gasförmigen Kohlenwasserstoffbrennstoffen verwendet. Der Temperaturmoderatcr kann als Komponente eines oder beider Reaktandenströme eingegeben werden. Zusätzlich kann der Temperaturmoderator selbst über eine getrennte Leitung in den Brenner eingeführt werden.
Die Ausgangsmaterialströme reagieren durch Partialoxidation ohne Katalysator in der Reaktionszone eines strömungshindernisfreien Gasgenerators. Die Mischung des Reduktionsgasausstroms kann folgende Zusammensetzung (in Vol.-%, trocken)
der
unter/Annahme, daß die Inertgase vernachlässigbar sind, aufweisen:
CO 33 - 52
H2 62 - 42
CO2 1 ,5- B
CH4 0,02- 2
H2S - 2,0
COS - 0,1
Nichtungesetste Kohlenstoffteilchen (bezogen auf Kohlenstoff im Ausgangsmaterial) betragen etwa 0,2 - 12 Gew.-?o bei flüssigen Ausgangsmaterialien, können aber bei gasförmigen Kohlenwasserstoffausgangsraaterialien vernachlässigt werden.
Die Partialoxidationsreaktion tritt in der Reaktionszone des Gasgenerators bei einer autogenen Temperatur von etwa 815 bis 193O0C, vorzugsweise bei etv/a 1300 bis 16OO°C, und einem Druck von etwa 1 bis 350 Atmosphären, vorzugsweise etwa 0,1
709829/0407
BAD ORIGINAL
bis 2,0 Atmosphären oberhalb des Druckes in der Reduktionszone, ein.
Der gesamte heisse Reduktionsgasausstrom des Gasgenerators wird auf eine Temperatur von etwa 980 bis 12600C abgekühlt. Die Abkühlung tritt in einem Reihenmischverbinder (inline mixing connector) ein. Das gesamte heisse den Gasgenerator verlassende Reduktionsgas wird gleichzeitig mit einem verbesserten Reduktionsgasstrom in den Mischverbinder gegeben. Der verbesserte Reduktionsgasstrom wurde vorher auf etwa 38 bis 3700C abgekühlt, getrocknet, zur Entfernung im wesentlichen aller mitgerissener Kohlenstoffteilchen gereinigt und im wesentlichen auf den gleichen Druck des den Gasgenerator verlassenden heissen Reduktionsgases oder etwas oberhalb komprimiert. Vorzugsweise werden etwa 0,2 bis 0,6 Mole verbesserten Reduktionsgases in den Mischverbinder pro Mol Reduktionsgasausstrom des Gasgenerators eingegeben. Die tatsächliche Strömungsgeschwindigkeit jeder der Reduktionsgasströme, die gleichseitig in den Mischverbinder eingegeben werden, wird durch Wärme- und Massebilanzen bestimmt, so daß kontinuierlich ein kombinierter aufgebesserter Reduktionsgasstrom mit der richtigen Temperatur für eine Reduktionszone erzeugt wird.
So verläßt ein Teil der aufgebesserten Reduktionsgasmischung den Mischverbinder bei einer niedrigeren Temperatur als der heisse Gasausstrom des Gasgenerators und wird beispielsweise, aufweisend eine wesentliche Verminderung an Kohlenstoffteilchen und HpO, in die Erzreduktionszone zur Reduktion der in dieser befindlichen Metallerse eingegeben. Gleichzeitig erfolgt die Eingabe des Reststroms an teilweise abgekühltem, aufgebessertem Reduktionsgas in eine Gaskühl- und Wascheinrichtung. Der Reduktionsgasausstrom wird in dieser Einrichtung weiter abgekühlt. Das Gas wird durch Waschen von Kohlenstoffteilchen befreit und sein Wassergehalt vermindert. Anschlies-
709829/0407 "s"
BAD ORIGINAL
send erfolgt Konipression des Gasstroms und Zurückführen zum Mischverbinder als Strom verbesserten Reduktionsgases.
Falls benötigt, können weitere mitgerissene Kohlenstoffteilchen entfernt werden, indem der Gasausstroa eine zweite Waschanlage passiert. Beispielsv/eise kann ein Wäscher mit Mundstück (orifice-type scrubber) oder ein Venturi- oder Düsenwäscher, wie sie beispielsweise in "Perry's Chemical Engineer's Handbook", 4. Auflage, Kc Graw-Hill, 1963, Seiten 18/54 bis 56 gezeigt werden, verwendet werden. Mit dieser Einrichtung kann der Reduktionsgasstrom durch einen Wäscher vom Düsentyp beschleunigt werden. Die hohe Gasgeschwindigkeit vernebelt die Waschflüssigkeit in feine Tröpfchen, auf welchen die Kohlenstoffteilchen sich sammeln, wenn die Tröpfchen durch den Gasstrom beschleunigt werden. Anschließend agglomerieren die kohienstoffbeladenen Tröpfchen und können vom Gasstrom im oberen Abschnitt des Gas-waschturmes abgetrennt werden. Die Dispersion der Waschflüssigkeitströpfchen im Reduktionsgas großer Geschwindigkeit wird von den Waschdüsen abgeführt und, falls notwendig, durch eine dritte Wascheinheit geschickt. Beispielsweise kann der Reduktionsgasstrom am Schluß mit frischer Waschflüssigkeit bei etwa 38 bis 4800C mit Hilfe einer zweiten Tauchrohranlage, ähnlich der bereits beschriebenen Anlage, in Berührung gebracht werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Waschen der dritten Stufe in einer Flüssigkeits-Gas-Glockenboden-Austauschkolonne, siehe die Zeichnung, obere Kammer (43), bewirkt werden. Geeignete derartige Kolonnen sind im "Perry", Seiten 18/3 bis 5, beschrieben. In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform enthält eine vollständige Waschzone eine solche Glockenboden- kolonne für den Flüssigkeits-Gas-Austausch.
Die Flüssigkeit kann nacheinander eine 1- bis 4-stufige Gaswaschzone im Gegenstrom zum Reduktionsgasstrom, welcher von Kohlenstoffteilchen freigewaschen wird, durchströmen. In
709829/0407
BAD ORIGINAL
einer bevorzugten Anordnung, siehe Zeichnung, wächst die Konzentration von Kohlenstoffteilchen im flüssigen Waschmedium an, wenn das Medium von der letzten in die erste Stufe fließt. Die Kohlenstoffdispersion in der die letzte Stufe verlassenden Waschflüssigkeit enthält etwa 0,02 bis 1,5 Gew.-"o Kohlenstoff teilchen. Die Aufschlämmung von Kohlenstoffteilchen in der die erste Stufe verlassenden V/aschflüssigkeit enthält etwa 0,5 bis 20 Gew.-5ο Kohlenstoff teilch en, V/ahlweise kennen diese Aufschlämmung en als· getrennte Ströme abgesogen werden als Kreislaufwaschflüssigkeit oder als Brennstoff.
Das Reduktionsgas verläßt die Gaswaschzone im wesentlichen frei von mitgerissenen Kohlenstoffteilchen und bei etwa 370 bis 38 C. Vie bereits erwähnt, wird dieses Gas nun auf einen Druek et\ra gleich dem des den Gasgenerator verlassenden Reduktionsgases komprimiert und dem Mischverbinder wieder zugeführt.
Die Waschflüssigkeit kann Wasser oder ein flüssiger Kohlenwasserstoff sein. Ist die Waschflüssigkeit ein flüssiger Kohlenwasserstoff, wird die obere Temperaturgrense durch die Cracktemperatur des flüssigen Kohlenwasserstoffes begrenzt, während die untere Temperaturgrenze oberhalb des Taupunktes liegen muß. Der Anteil verdampfter Waschflüssigkeit im Überkopfstroni des Wäschers kann im bevorzugten Bereich von etwa 0 bis 5 Mol-So (bezogen auf Mole Waschflüssigkeit) aufrechterhalten werden bei Verwendung einer 4800C und höher siedenden schweren, flüssigen Kohlenwasserstoffrü'ckstandsfraktion als Waschflüssigkeit. Der Druck in der Waschzone liegt bei etwa 1 bis 350 Atmosphären, vorzugsweise ist er etwa der gleiche wie im Gasgenerator. Ist die Reduktionszone ein Eisenerzhochofen, so ist ein Druck von 1 bis 5 Atmosphären in der Waschzone geeignet. Die Temperatur des flüssigen Kohlenwasserstoffes als Waschflüssigkeit in der Waschzone
709829/0A07
BAD ORIGINAL
beträgt etwa 65 bis 10O0O. Ist die Waschflüssigkeit Wasser, beträgt die Temperatur des V/assers etwa 205 bis 3B0C. Die obere Temperaturgrenze wird von der Sättigungstemperatur bei dem im Gaswäscher gegebenen Druck festgelegt, um so das Wasser im wesentlichen in flüssiger Phase zu halten.
Es ist aus wirtschaftlichen Erwägungen heraus erwünscht, klare Waschflüssigkeit aus der Kohlenstoff-Waschflüssigkeits-Aufschlärnmung zu erhalten und irr. Kreislauf zu führen. Dies kann mit jeder geeigneten Maßnahme, z. B. Filtrieren, Zentrifugieren, Schwerkraftabsetzen und Extraktion mit flüssigem Kohlenwasserstoff, wie es im US-Patent Nr. 3.147.093, von R.M. Dille et. al., beschrieben wird, erreicht werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird V/asser als Waschflüssigkeit verwendet und die Kohlenstoff-Wasser-Auf schlämmung aus der Gaswascheinrichtung in eine Kohlenstoff rückgewinnungseinrichtung gegeben, in welcher die Aufschlämmung in einen Klarwasserstrcm und einen Schlammstrom von heissem Heizöl und Kohlenstoffteilchen enthaltend etwa 3 bis 20 Gew.-;o Kohlenstoff getrennt wird. Das Klarwasser wird in die Gaswascheinrichtung zum Waschen weiteren Reduktionsgases zurückgeführt. In einer Ausführungsform wird die Aufschlämmung von Heizöl und Kohlenstoffteilchen mit einer Temperatur von etwa 65 bis 150 C in einem temperatursteuernden Gas, v/ie Dampf, CO2, einem Teil eines gekühlten, im Kreislauf geführten Reduktionsgases, einem Teil eines gekühlten und gereinigten Abgases einer Erzreduktionszone oder einem Inertgas, wie z. B. Stickstoff, dispergiert. Die Brennstoffdispersion wird sodann durch einen geeigneten Brenner in die Reaktionszone eines Strömungshindernisfreien, nichtkatalytischen Reduktionsgasgenerators eingegeben. Gleichzeitig tritt ein sauerstoffhaltiger Gasstrom, wie beispielsweise im wesentlichen reiner Sauerstoff, bei etwa 38 bis 65°C in die Reaktionszone des Gasgenerators durch den Brenner ein. Die
709829/0407
BAD ORIGINAL·-
* Al,
beiden Ströme prallen aufeinander unter Bildung eines feinen Nebels, in welchem die Partialoxidation bei einer autogenen Temperatur von etwa 815 bis 1930 ΰ und einem Druck von etwa 1 bis 350 Atmosphären unter Bildung von Reduktionsgas abläuft.
In der erwähnten Kohlenstoffrückgewirinungseinrichtung wird die Kohlenstoff-Wasser-Aufschwärnmung aus der Gaswascheinrichtung mit Naphtha in Kontakt gebracht, um eine Aufschlämmung von leichtem flüssigen Kohlenwasserstoffbrennstoff und Kohlenstoffteilchen und eine geklärte Wasserphase zu bilden. Diese Wasserphase wird sodann von der Aufschlämmurg in einem Dekantierer abgetrennt, mit Zusatswasser vermischt und der Gaswascheinrichtung wieder zugeführt zur Verwendung beim Quenchkühlen und Waschen weiteren Reduktionsgasausstroms des Gasgenerators. Billiges Heizöl wird dann mit der Aufschlämmung von leichten flüssigen Kohlenwasserstoffbrennstoff und Kohlenstoff teilchen vermischt. In einer Destillationskolonne wird der leichte flüssige Kohlenwasserstoffbrennstoff abdestilliert und zur Extraktion weiteren Kohlenstoffs aus der erwärmten Kohlenstoffteilchen-Wasser-Dispersion erneut verwendet. Eine heisse Heizöl-Kohlenstoffxeilchen-Aufschlämmung enthaltend etwa 3-20 Gew.-?£ Kohlenstoff wird von der Destillationskolonne abgezogen, wahlweise mit Zusatzheizöl vermischt, in einem temperatursteuernden Gas dispergiert und in den Reduktionsgasgenerator eingegeben.
Mit Nr. (1) ist ein Strömungshindernisfreier, nichtkatalytischer, mit feuerfester Auskleidung versehener Reduktionsgasgenerator üblicher Bauart, wie er beispielsweise im US-Patent Nr. 2.809.104 beschrieben ist, bezeichnet. Ein sauerstoffhaltiges Gas aus der Leitung (2) strömt durch die zentrale Leitung (3) eines Ringbrermers (4), welcher im angeflanschten Eingang (5) am Kopf des Gasgenerators (1) in axialer Ausrichtung angebracht ist. Eine Mischung von Kohlenwasserstoffbrenn-
709829/0A07 ~12~
BAD-ORlGtNAL ...
stoff und Kohlenstoffaufschlänmung (nachfolgend im Verfahren erzeugt) mitgeführt in einem temperatursteuernden Gas zur Bildung einer Dispersion in der Leitung (6) strömt durch eine äußere, konzentrisch uin die zentrale Leitung angeordnete Leitung, dann durch eine koaxiale, konzentrische, sich verjüngende Ringdüse (7) am Breimerabsrronende (-1) und anschließend in die Reaktionszone (θ) des Keduktionsgasgenera-tors (1). Der Brennstoffdispersionsstrom und der sauerstoffhaltige Gasstrom prallen in der Reaktionszone in kurzer Abstromentfernung vom Erennerabstromende (4) aufeinander.
Ein heißer Reduktionsgasausstrom verläßt kontinuierlich den Gasgenerator (1) durch den axial ausgerichteten, angeflanschten Ausgang (9) am Boden des Gasgenerators (1) und strömt unmittelbar danach durch den Durchgang (11) in den feuerfest ausgekleideten und isolierten Mischverbinder (10). Ein zweiter Reduktionsgasausstrom aus der Leitung (12) wird in den Mischverbinder (10) eingeführt. Dieser zweite Reduktionsgasstrora war vorher gekühlt, gereinigt und komprimiert worden vor seiner Eingabe durch den Durchgang (13) in den Mischverbinder (10). In (10) erfolgt eine Mischung mit und Abkühlung allen heißen durch den Durchgang (11) eintretenden Reduktionsgasgeneratorausstrons auf eine vorgegebene Temperatur. Ein vergleichsweise kühler und sauberer Reduktionsgasstrora verläßt den Mischverbinder (10) durch den Durchgang (14). Der H-O-Gehalt, die Temperatur und der Gehalt an mitgerissenen Kohlenstoffteilchen dieses Reduktionsgasstroms sind geringer als der durch (11) eintretende Gasstrom, aber sind etwas größer als der durch (13) eintretende Gasstrom.
In Abstromrichtung vom Mischverbinder (10) wird in einer Ausführungsform ein Teil des Mischstroms an aufgebesserten Reduktionsgas bei geeigneter Temperatur zur Eingabe in eine Reduktionszone, beispielsweise einen Hochofen (15)» abgezogen, Der andere Teil des Reduktionsgases (2O-6O?j, abhängig vom
709829/0407
BAD ORIGINAL
gewünschten Abkühlungsgrad) strömt durch den V/indring (17) des Hochofens (15) und den Austritt (22), der in Abstromrichtung vom Mischverbinder (10) angeordnet ist. Von dort strömt dieser Reduktionsgasteil durch den angeflanschten Rohrabschnitt (3S), den angeflanschten Eingang (39) und das Tauchrohr (40) in die untere Kammer (42) des Gaskühl- und Waschturmes (43) unterhalb der Oberfläche (41) des Waschflüssigkeitsvorrates ein. Ein konzentrisches Rohr (44) umgibt das Tauchrohr (40) und bildet einen offenendigen ringförmigen Durchgang (45) mit der äußeren Oberfläche des Tauchrohres aus. Das Reduktionsgas blubbert durch die Waschflüssigkeit im Ring (45) nach oben und tritt unterhalb des Spritzbleches (46) aus. Das Volumen und die Geschwindigkeit des Gases führen zu turbulenten Bedingtingen in der Waschflüssigkeit, was hilfreich beim Auswaschen der Hauptmenge der mitgerissenen Kohlenstoffteilchen aus dem Gas und beim Kühlen ist. Die Höhe von (41) wird mit Hilfe des Hiveaugebers (47), der Niveausteuerung (48) und dem Steuerventil (49) bestimmt. Zusatzflüssigkeit kann durch die Leitung (50) eingeführt werden.
Das einmal gewaschene Reduktionsgas tritt in den Raum (55)» welcher oben durch den Boden der oberen Kammer (56) des Gaswaschturmes (43) abgeschlossen wird. Die Kammer (56) kann verwendet werden, falls weiteres Waschen des Reduktionsgases notwendig ist. Jede geeignete Gas-Flüssigkeits-Waschvorrichtung kann angewendet werden. Beispielsweise können vier Kreuzstromböden mit Glocken, wie im "Perry", Seiten 18/3 bis 7 gezeigt, verwendet werden. Anschließend strömt das Reduktionsgas durch den angeflanschten Ausgang (57)f die leitungen (58) und (59), den angeflanschten Eingang (60) auf den Boden und durch die obere Kammer (56) nach eben aus derselben durch den angeflanschten Ausgang (61) aus.
Die Waschflüssigkeit tritt am Kopf des Gaskühl- und Wasch-
709829/0A07
BAD ORIGINAL
turmes (43) durch die Leitung (62) und den angeflanschten Eingang (63) ein. In dor vorliegenden Ausführungsform ist Wasser die Waschflüssigkeit. Die Waschflüssigkeit strömt durch die obere Kammer (56) nach unten über jeden Boden in direktem Kontakt mit und im Gegenstron zum aufsteigenden Reduktionsgas und entfernt auf diese Weise im wesentlichen alle mitgerissenen Kohlenstoffteilchen aus dem Gas. Eine Kohlenstoff-Waschflüssigkeits-Aufschlämmung verläßt die obere Kammer (56) über den angeflanschten Ausgang (64) und tritt, falls notwendig, unter Zuhilfenahme einer Pumpe, in die untere Kammer (42) durch die Leitung 65) und den angeflanschten Eingang (66) ein. Das Niveau (41) der Kohlenstoff-Waschflüssigkeits-Aufschlämnmng wird in der beschriebenen Weise gesteuert. Die Kohlenstoffkonzentration in der Aufschlämmung wird vorzugsweise bei einem Maximumwert von etwa 1 Gew.-°/o gehalten, indem Aufschlämmung vom Boden des Gaswaschturmes (43) über den angeflanschten Ausgäg (67), die Leitung (68), das Ventil (49) in die Kohlenstoffrückgewinnungseinrichtung (69) über die Leitung (70) eingegeben wird.
Die Kohlenstoffrückgewinnungseinrichtung (69) kann jede übliche Einrichtung zum Anreichern von Kohlenstoff im Wasser und zum Erzeugen von Klarwasser sein, z. B. Filtration, Zentrifuge oder Extraktion mit einem leichten Kohlenwasserstoffbrennstoff. Das Klarwasser wird zurückgeführt und auf den Kopf des Gaswaschturmes (43) durch die Leitung (62) gegeben. Kohlenstoffteilchenkonzentrat wird durch die Leitung (71) entfernt.
Wahlweise kann ein kleiner Wärmetauscher (72) in Aufstromrichtung zum Gaswaschturm und in Abstromrichtung vom Hochofen (15) im Rohr (38) eingeordnet sein. In diesem Fall passiert das heisse Gas den angeflanschten Ausgang (22) der Windringanlage (27) verlassende Reduktionsgas den Abhitzkessel (72) zur Dampferzeugung. Die Temperatur des Reduktions-
709829/0407
BAD
gases wird mit Hilfe des Abhitzkescels gesenkt, um so ein Verdampfen der Waschflüssigkeit zu verhindern. Das abgekühlte Reduktionsgas wird sodann den Gaswaschturm (45) über den angeflanschten Eingang (39) zugeführt, in welchem weiteres Abkühlen nit einer relativ großen Menge kälterer, z. B. 3& C, Waschflüssigkeit erfolgt.
Das abgekühlte und gereinigte die obere Kammer (56) des Gaskühlund Waschturmes (43) über den angeflanschten Ausgang (61) verlassende Reduktionsgas passiert die Leitungen (74) und (75), das Ventil (76) und die Leitungen (77)/(78) zum Kompressor (79), in welchem der Gasdruck auf etwa den gleichen oder geringfügig oberhalb des im Durchgang (11) herrschenden Druck des dort ausströmenden Reduktionsgases ein-. gestellt wird. Das abgekühlte, gereinigte und komprimierte Reduktionsgas strömt durch die Leitungen (80)/(81), die Strömungssteuerung (82), die Leitung (83)» das Ventil (84) und die Leitung (12) in den angeflanschten Eingang (13) des Mischverbinders (10), um die Temperatur des heißen durch (11) eintretenden Reduktionsgasgeneratorausstroms herabzusetzen. Der Anteil gekühlten Reduktionsgases aus der Leitung (12), der benötigt wird, wird von der Strömungssteuerung (82) gesteuert. Die Strömungssteuerung (82) wird von Hand abhängig von der gewünschten Temperatur des gemischten Reduktionsgases im Rohr (14) eingestellt. Der Geber (85) überträgt ein Signal auf die Steuerung (86), welche automatisch die Ventilöffnung (84) einregelt. Die Steuerung (86) kann auch von einem Tempera türme ßgerät, welches im Durchgang (I4) eingebaut wird, betrieben v/erden.
Überschüssiges gekühltes und gereinigtes Reduktionsgas kann dem Sj'stem zur Verwendung als Heiz- oder Synthesegas durch die Leitung (87), das Ventil (88) und die Leitung (89) entnommen werden.
709829/0407
BAD
Beispiel m
15 983 Um5 (594.792 standard cubic feet=SCF) Reduktionsgas enthaltend 14 555 Kin3 (541.667 SCP) IL, + CO wurden durch Partialoxidation eines Kohlenwasserstoffcrennstoffr. in einem üblichen senkrechten, strcmungshindernisfreien, mit feuerfester Auskleidung versehenen Reduktioncgasgeneratoi* erzeugt. Das Reduktionsgas v/urde bei einer autogenen Temperatur von etwa 1 566 C am Ausgang der Reaktionszone und einem Druck von etwa 3 abs. Atmosphären erzeugt. Die durchschnittliche Verweilzeit im Gasgenerator betrug etwa 0,8 Sekunden. Das den Generator verlassende Reduktionsgas hatte folgende Zusammensetzung in Voi.-;i:
CO 48,55
H2 42,50
CO2 1,89
H2O 6,83
CH4 0,02
Ar 0,11
N2 0,03
H2S 0,07
COS Spuren
Etwa 1 800 kg (307 lbs) nichtumgewandelter Kohlenstoffteilchen wurden im Reduktionsgasgeneratorausstrom mitgerissen. Das Reduktionsverhältnis, d. h. das Molverhältnis (Hp + CO)/ (H2O + CO2), des Reduktionsgasausstroms v/ar etwa 10,4.
Das genannte Reduktionsgas wurde erzeugt durch kontimiierliche Eingabe der folgenden Beschickung in den nichtkatalytischen Reduktionsgasgenerator über den Ringbrenner: 5 911 kg (13 302 lbs) Gesamtbeschickung enthielten 765 kg (1 686 lbs) Dampf bei etwa 163°C und 5 146 kg (11 346 lbs) einer Kohlenwasserstoff auf schlämmung bei 79,5°C, welche flüssigen Kohlenwasserstoff und Kohlenstoffteilchen, nachfolgend im Verfahren aus einer Kohlenstoffrückgewinnungseinrichtung gewonnen, enthielt. Die Aufschlämmung enthielt 47,6 kg (105 lbs) Kohlen-
709829/0407
BAD ORIGINAL
. -17-
stoffteilchen und 5 098,4 kg (11 241 lbs) Rohöl mit den Analysasiaten: C 87,09; H = 12,22; S = 0,35; W = 0,11; 0 = 0,18 und Asche = 0,05; einer API-Dichte von 22,8; einer Verbrennungswärme von 10 680 kcal/kg (19 208 BTU/lb) und einer Viskosität von 950 Saybolt-Sekunden (Purol) bei 500C. 4246 Nm (158.ΟΟ5 SCF) reiner Sauerstoff, in einem Strom von 99,6 Mol-SS O2 enthalten, wurden bei 51 ,70C in die Reaktionszene des Gasgenerators über den Brenner eingegeben.
Das gesamte heii3e den Gasgenerator verlassende Reduktionsgas wurde unmittelbar nach seinem Austritt mit 5 757 Nm (214.6Ο7 SCP; verbesserten Reduktionsgases, das nachfolgend im Verfallen auf 37,80C abgekühlt und aus dem im wesentlichen alle liohlenstoffteilchen und Wasserdampf entfernt wurden, vermischt. Die Zusammensetzung des verbesserten geführten Reduktionsgasstroms war im wesentlichen gleich der des Generatorgasausstroms. Das Mischen der Ströme fand in einem feuerfest ausgekleideten Verbinder in Abstromrichtung vom Ausgang des Reduktionsgasgenerators statt. Während der resultierende Strom der aufgebesserten Reduktionsgasmischung im wesentlichen die gleiche Analyse (a\if Trockenbasis) wie der Generatorgasausstrom aufwies, war die Temperatur der den Mischverbinder verlassenden Reduktionsgasmischung"auf etwa 1 204°C und die Kohlenstoffteilchenkonsentrationen auf etwa 26 Gew.-5O vermindert worden. Die tatsächliche Zusammensetsung der aufgebesserten Reduktionsgasmischung lautet:
CO 49,49
H2 43,33
CO2 1,93
H2O 5,02
CH4 0,02
Ar 0,11
N2 0,03
H2S 0,07
COS Spuren
709829/0407 ~18~
BAD QRjQIN^L «.·■,
Das Reduktionsverhältnis der Reduktionsgasmischung stieg auf 13,4· Dieser Wert bedeutet eine 30 % Steigerung gegenüber de:n Wert für das aus dem Gasgenerator ausströmende Gas. Dieser Wert ist auch ein entscheidender wirtschaftlicher Vorteil. Je höher das Reduktionsverhältnis ist, um so niedriger ist allgemein der Anteil Gas, der zur Reduktion beispielsweise einer bestimmten Br^menge benötigt wird.
6 071 Nm5 (225.950 SC?) Reduktionsgas wurden über die Wi-ndringleitung abgenommen und dieser Reduktionsgasteil wurde sodann mit Wasser in einer Gaskühl- und Waschzone gequencht und gewaschen. Im wesentlichen aller Wasserdampf und mitgerissene Kohlenstoffteilchen wurden aus dem Reduktionsgas entfernt. In der Kohlenstoffrückgewinnungsanlage wurde Klarwasser aus der Kohlenstoffteilchen-Wasser-Dispersion abgetrennt und der Gaskühl- und Waschzone wieder zugeführt. Eine Kohlenstcffteilchen-Heizül-Aufschlämmung wurde der Kohlenstoff rückgewinnungsanlage zur Rückführung als Generatorbeschickung entnommen. Das gekühlte und gereinigte, verbesserte Reduktionsgas wurde auf etwa 5 Atmosphären komprimiert und es wurden 5 757 Nm^ (214.607 SCP) von 37,8°C mit allem heißen Reduktionsgasgeneratorausstrom im Mischverbinder,wie beschrieben, vermischt.
709829/0407
BAD ORIGINAL

Claims (1)

  1. P 22 65
    (τ 72 O5V2)
    Patentansprüche
    1/. Verfaliren zur Herstellung einer Reduktionsgasmischung, die hauptsächlich aus CO und H„ besteht und einen geringen Anteil an Kohlenstoffteilchen enthält, durch Partialoxydation eines Kohlenwasserstoffbrennstoffes mit einem sauerstoffhaltigen Gas wahlweise in Gegenwart eines temperatursteuernden Gases in einer strömungshindernisfreien Reaktionszone eines Reduktionsgasgenerators bei einer autogenen Temperatur von etwa 815 bis 1930 C und einem Druck von etwa 1 bis 350 Atmosphären, dadurch gekennzeichnet , daß der Reduktionsgasausstrom nach Verlassen der Reaktionszone in einer getrennten Mischzone mit einem zurückgeführten Teil des nach diesem Verfahren bereits gewonnenen, verminderte Anteile an Wasserdampf und Kohlenstoffteilchen enthaltenden Reduktionsgasstromes vermischt wird, ein Teil der so erhaltenen Reduktionsgasmischung in die Gaskühl- und Waschzone, die in Abstromrichtung hinter der Mischzone angeordnet ist, eingegeben wird und der so gekühlte und gereinigte, verminderte Anteile an Wasserdampf und Kohlenstoffteilchen enthaltende Teil der Reduktionsgasmischung aus der Gaskühl- und Waschzone abgezogen, auf einen Druck, der höher als der Druck des den Generator verlassenden Reduktionsgasausstroms ist, komprimiert und alsdann in die Mischzone zurückgeführt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einem Teil des gekühlten und gereinigten Reduktionsgases aus der Gaskühl- und Waschzone mindestens ein Teil des gekühlten und gereinigten Abgases aus einem Hochofen beigemischt wird.
    - 20 -
    709829/0407
    3- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktionsgasmischung in einem keine Strömungshindernisse enthaltenden getrennten Kessel als Mischzone hergestellt wird.
    k. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgebesserte Reduktionsgasmischung auf eine Temperatur von etwa 370 bis 38 C heruntergekühlt und auf einen Kohlenstoffteilchengehalt von etwa 1 bis 8 Gew.-^ (bezogen auf den Kohlenstoffgehalt im Ausgangsmaterial) gebracht wird.
    5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 0,2 bis 0,6 Mole der gekühlten und gereinigten Reduktionsgasmischung pro Mol des aus dem Gasgenerator ausströmenden Reduktionsgases in die Mischzone eingegeben wird.
    6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Reduktionsgasmischung, der aus der Mischzone in die Gaskühl- und Waschzone eingegeben wird, vorher durch einen Abhitzekessel geführt wird.
    7· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil der aufgebesserten Reduktionsgasmischung, der nicht in das Verfahren zurückgeführt wird, mit einer Temperatur von etwa 985 bis 1260 C aus der Mischzone abgezogen wird.
    (ja.
    709829/0407
DE2265325A 1971-12-23 1972-09-13 Verfahren zur Herstellung einer Reduktionsgasmischung Withdrawn DE2265325B2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US21144371A 1971-12-23 1971-12-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2265325A1 true DE2265325A1 (de) 1977-07-21
DE2265325B2 DE2265325B2 (de) 1979-03-29

Family

ID=22786947

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2265325A Withdrawn DE2265325B2 (de) 1971-12-23 1972-09-13 Verfahren zur Herstellung einer Reduktionsgasmischung
DE2244851A Expired DE2244851C3 (de) 1971-12-23 1972-09-13 Verfahren zur Herstellung eines zur Erzreduktion verwendbaren Reduktionsgases

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2244851A Expired DE2244851C3 (de) 1971-12-23 1972-09-13 Verfahren zur Herstellung eines zur Erzreduktion verwendbaren Reduktionsgases

Country Status (16)

Country Link
US (1) US3767379A (de)
JP (1) JPS525043B2 (de)
AT (1) AT356625B (de)
AU (1) AU464868B2 (de)
BE (1) BE791243A (de)
BR (1) BR7207901D0 (de)
CA (1) CA972156A (de)
DE (2) DE2265325B2 (de)
ES (1) ES408739A1 (de)
FR (1) FR2164576B1 (de)
GB (1) GB1409277A (de)
IT (1) IT970401B (de)
LU (1) LU66463A1 (de)
NL (1) NL7215317A (de)
SE (1) SE376253B (de)
ZA (1) ZA727357B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2845498A1 (de) * 1977-03-28 1980-04-24 Texaco Development Corp Verfahren zur erzeugung eines h tief 2 - und co-haltigen synthesegases mit gleichzeitiger arbeitsabgabe und ggf. erzeugung elektrischer energie

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4019724A (en) * 1973-02-20 1977-04-26 Armco Steel Corporation Apparatus for the direct reduction of iron ores
GB1491675A (en) * 1973-11-26 1977-11-09 Shell Int Research Process for a production of a reducing gas
DE2459876B1 (de) * 1974-12-18 1976-06-24 Thyssen Purofer Gmbh Anlage fuer die direktreduktion von eisenerzen
DE2700044A1 (de) * 1977-01-03 1978-07-06 Didier Eng Verfahren zur verhinderung von kondensation beim transport heissen koksofenrohgases zur verwendungsstelle
US4195821A (en) * 1977-02-16 1980-04-01 Midrex Corporation Apparatus for reducing particulate iron oxide to molten iron with solid reductant
US4082543A (en) * 1977-02-16 1978-04-04 Midrex Corporation Method for reducing particulate iron oxide to metallic iron with solid reductant
DE2727107C2 (de) * 1977-06-16 1984-10-04 Carl Still Gmbh & Co Kg, 4350 Recklinghausen Verfahren zur Entfernung von schwefelhaltigen Verbindungen und Ruß aus den heißen, ungekühlten Reduktionsgasen für die Erzreduktion
DE2735565C2 (de) * 1977-08-06 1986-01-02 Carl Still Gmbh & Co Kg, 4350 Recklinghausen Einhitziges Verfahren zur Erzeugung von im wesentlichen aus Kohlenoxid und Wasserstoff bestehenden Reduktionsgasen für Erzreduktionen und Vorrichtung zu seiner Durchführung
US4158562A (en) * 1978-04-26 1979-06-19 Betz Laboratories, Inc. Blast furnace testing and control methods
DE2822862C2 (de) * 1978-05-26 1984-01-05 Ruhrchemie Ag, 4200 Oberhausen Verfahren zur Gewinnung wasserstoff- und kohlenmonoxidhaltiger Gasgemische durch Vergasung kohlenstoffhaltiger, aschebildender Brennstoffe
IT1177075B (it) * 1983-12-02 1987-08-26 Skf Steel Eng Ab Procedimento ed impianto per ridurre materiale ossidico
IT1177076B (it) * 1983-12-02 1987-08-26 Skf Steel Eng Ab Procedimento ed impianto per ridurre materiale ossidico generando simultaneamente un gas idoneo per il recupero dell'energia termica
DE3510904A1 (de) * 1984-04-07 1985-10-17 Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen Verfahren zum betrieb eines hochofens
CA1336359C (en) * 1987-11-02 1995-07-25 Corporacion Venezolana De Guayana (Cvg) Method and apparatus for the direct reduction of iron
US6149859A (en) * 1997-11-03 2000-11-21 Texaco Inc. Gasification plant for direct reduction reactors
US6033456A (en) * 1998-02-06 2000-03-07 Texaco Inc. Integration of partial oxidation process and direct reduction reaction process
US6478841B1 (en) 2001-09-12 2002-11-12 Techint Technologies Inc. Integrated mini-mill for iron and steel making
JP4118194B2 (ja) * 2003-06-02 2008-07-16 横河電機株式会社 洗浄装置
WO2008146112A1 (en) * 2007-05-25 2008-12-04 Hyl Technologies, S.A. De C.V Method and apparatus for the direct reduction of iron ores utilizing syngas
AU2008327918A1 (en) * 2007-11-20 2009-05-28 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for production of elemental iron
IT1402250B1 (it) * 2010-09-29 2013-08-28 Danieli Off Mecc Procedimento ed apparato per la produzione di ferro di riduzione diretta utilizzando una sorgente di gas riducente comprendente idrogeno e monossido di carbonio
DE102013113933A1 (de) * 2013-12-12 2015-06-18 Thyssenkrupp Ag Verfahren zur Erzeugung von Synthesegas im Verbund mit einem Hüttenwerk
EP2905345A1 (de) * 2014-02-10 2015-08-12 Primetals Technologies Austria GmbH Pneumatische Erzchargierung
WO2017185178A1 (en) * 2016-04-26 2017-11-02 Her Majesty The Queen In Right Of Canada As Represented By The Minister Of Natural Resources System and method of high pressure oxy-fired (hiprox) flash metallization

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1188532A (en) * 1966-10-22 1970-04-15 Lodge Cottrell Ltd Improvements in or relating to Gas Cooling
US3591364A (en) * 1967-09-19 1971-07-06 Texaco Development Corp Reducing gas generation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2845498A1 (de) * 1977-03-28 1980-04-24 Texaco Development Corp Verfahren zur erzeugung eines h tief 2 - und co-haltigen synthesegases mit gleichzeitiger arbeitsabgabe und ggf. erzeugung elektrischer energie

Also Published As

Publication number Publication date
AT356625B (de) 1980-05-12
ZA727357B (en) 1973-06-27
ES408739A1 (es) 1975-10-01
DE2244851C3 (de) 1978-08-24
BE791243A (fr) 1973-05-10
JPS525043B2 (de) 1977-02-09
DE2244851B2 (de) 1978-01-12
IT970401B (it) 1974-04-10
FR2164576A1 (de) 1973-08-03
BR7207901D0 (pt) 1973-08-23
CA972156A (en) 1975-08-05
AU4793972A (en) 1974-04-26
GB1409277A (en) 1975-10-08
DE2244851A1 (de) 1973-06-28
AU464868B2 (en) 1975-09-11
ATA797572A (de) 1979-10-15
NL7215317A (de) 1973-06-26
FR2164576B1 (de) 1976-06-04
LU66463A1 (de) 1973-02-01
DE2265325B2 (de) 1979-03-29
US3767379A (en) 1973-10-23
JPS4871312A (de) 1973-09-27
SE376253B (de) 1975-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2265325A1 (de) Verfahren zur herstellung einer reduktionsmischung
DE2556003C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Co-reichen Synthesegases
DE2460012A1 (de) Verfahren zur energieerzeugung mit hilfe einer eine verbrennungskammer aufweisenden gasturbine und einer expansionsturbine
DE2536249A1 (de) Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von heizgas und synthesegas aus festen, kohlenstoffhaltigen brennstoffen
US3639261A (en) Process for the generation of synthesis gas from oil
US3988478A (en) Carbon black
DE2556004A1 (de) Verfahren zur herstellung eines heizgases
DE1812122A1 (de) Verfahren zur Abtrennung von Russ aus Synthesegas
DE2728455A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum pyrolysieren von kohlenstoffhaltigem material
US4007018A (en) Production of clean synthesis or fuel gas
US2179379A (en) Manufacture of acetylene
DE2741805A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum vergasen von festem, kohlenstoffhaltigem material
US3147093A (en) Recovery of carbon from water
DE2322933C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines als Reduziergas geeigneten Synthesegases
DE2044310A1 (en) Synthesis gas prodn
DE2346742A1 (de) Verfahren zur entfernung von kohlenstoffpartikeln aus einer waessrigen dispersion
GB191024256A (en) An Improved Process and Apparatus for the Continuous Manufacture of Hydrogen and Finely Divided Carbon (Soot) from Acetylene or a Mixture of Acetylene with other Hydrocarbons.
DE2137151C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Synthesegas
DE2557684C3 (de) Verfahren zur Reinigung von Synthesegas
AT226353B (de) Verfahren zur Vergasung schwerflüchtiger flüssiger Kohlenwasserstoffe
DE1216259B (de) Verfahren zur Aufarbeitung der beim Auswaschen russhaltiger Synthesegase mit Wasser erhaltenen Wasser-Kohlenstoff-Suspension
DE1018183B (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von OElgas
DE971897C (de) Verfahren zur Erzeugung von karburiertem Wassergas und/oder karburiertem Generatorgas
DE2057098A1 (de) Verfahren zur Herstellung von stark reduzierend eingestelltem Synthesegas und seine Verwendung als Reduktionsmittel
DE1044799B (de) Verfahren zur Herstellung von Gasololefinen, insbesondere AEthylen

Legal Events

Date Code Title Description
BGA New person/name/address of the applicant
8230 Patent withdrawn