DE2401991A1 - Verfahren zum aufbereiten von reduktionsgas - Google Patents
Verfahren zum aufbereiten von reduktionsgasInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten von
Reduktionsgas, insbesondere zum Aufbereiten eines hochwirksamen Reduktionsgases mit wenigstens unter 7 % CO2 und Η~0 und nur
einer geringen Menge von freiem Kohlenstoff durch Teiloxydation eines Kohlenwasserstoffs, während Sauerstoff oder sauerstoffreiche Luft hiermit vermischt wird. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Aufbereiten eines extrem billigen Reduktionsgases der oben beschriebenen Art durch Verwendung von von der
Gicht eines Reduktionsofens, z.B. eines Hochofens; abgeblasenen C©2 und H2O enthaltenden Gichtgases als Rohmaterial.
Reduktionsgas, insbesondere zum Aufbereiten eines hochwirksamen Reduktionsgases mit wenigstens unter 7 % CO2 und Η~0 und nur
einer geringen Menge von freiem Kohlenstoff durch Teiloxydation eines Kohlenwasserstoffs, während Sauerstoff oder sauerstoffreiche Luft hiermit vermischt wird. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Aufbereiten eines extrem billigen Reduktionsgases der oben beschriebenen Art durch Verwendung von von der
Gicht eines Reduktionsofens, z.B. eines Hochofens; abgeblasenen C©2 und H2O enthaltenden Gichtgases als Rohmaterial.
Durch Einblasen von Reduktionsgas in einen Hochofen oder einen Schachtofen kann die Koksmenge verringert werden, die zum Be- .
schicken eines Ofens als Reduktionsmittel erforderlich ist,
und es kann folglich die Eisenerzmenge, mit der der Ofen beschickt wird, vergrößert werden, wodurch das O/C-Verhältnis sowie
und es kann folglich die Eisenerzmenge, mit der der Ofen beschickt wird, vergrößert werden, wodurch das O/C-Verhältnis sowie
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die Gußeisenproduktion verbessert werden.Bezüglich der Aufbereitung
von für diesen Zweck verwendetem Reduktionsgas wurde eine Anzahl von Verfahren vorgeschlagen und praktisch verwendet. Unter
diesen früheren Verfahren können erwähnt werden: ein Teiloxydationsverfahren, bei dem ein Kohlenwasserstofföl oder -gas
zur Reaktion mit reinem Sauerstoff oder sauerstoffreicher Luft mit einem Sauerstoffgehalt von über 75 % zur Reaktion gebracht
wird, und ein Verfahren, bei dem das von der Gicht eines Reduktionsofens ausgeblasene Gas durch Naturgas verändert wird, das
das Reduktionsgas durch thermische Zerlegung aufbereitet. Diese früheren Verfahren haben jedoch die folgenden Nachteile. Bei
dem Teiloxydationsverfahren ist es zum Erzielen von Reduktionsgas mit geringen Mengen von CO2 und K3O durch die Teiloxydationsreaktxon
erforderlich, daß ein Prozentsatz von reinem Sauerstoff mit dem Kohlenwasserstofföl oder -gas bis zu einem Wert vermischt
wird, der merklich unter demjenigen liegt, der für den gewöhnlichen Oxydationsvorgang erforderlich ist. Wenn z.B. Schweröl
als Rohmaterial verwendet wird, so ist es unabhängig von der Verminderung der Menge von reinem Sauerstoff je kg des im Schweröl
enthaltenen Kohlenstoffs bis etwa 0,95-0,95 Nm möglich, die gewünschte Teiloxydationsreaktxon zu bewirken. Bei- einem
derart niedrigen Sauerstoffgehalt ist die Bildung einer großen Menge von freiem Kohlenstoff oder Ruß unvermeidlich. Aus diesem
Grund muß eine Menge von Dampf oder dergleichen zugesetzt werden, der als Reaktionsbremse (Rußverhütungsmittel oder Puffer) wirkt.
Dampf vergrößert zusätzlich die H-O-Menge im resultierenden
Reduktionsgas. Dortφ wo Reduktionsgas in einen Hochofen oder
Schachtofen eingeblasen wird, verbraucht es eine große Menge von in den Ofen eingefülltem Reduktionsmittel oder Koks. Obwohl
diese Schwierigkeit durch Vergrößerung des Prozentsatzes von reinem Sauerstoff vermindert werden kann, vermindert die
Vergrößerung des Prozentsatzes von reinem Sauerstoff den Gehalt an (Χ>2 und H2O im resultierenden Reduktionsgas, wodurch dessen
Reduktionsfähigkeit beeinträchtigt wird. Weil beim Teiloxydationsvorgang eine Verminderung des Rußgehalts der Verbesserung der
Eigenschaft des Reduktionsgases widerspricht, sollte ein zweckmäßiger Kompromiß getroffen werden. Obwohl ein geeigneter
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Kompromiß erzielt werden kann durch geeignete Wahl der verwendeten
Sauerstoffmenge, ist eine wesentliche Rußmenge unvermeidlich,
wie oben herausgestellt wurde, und zwar wenigstens mehr
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als lOg/lfin und im Extremfall mehr als 2Og/Nm .
Entsprechend dem thermischen Zerlegungsvorgang wird ein Kohlenwasserstofföl
oder -gas nur thermisch zerlegt durch die in einem Wärmetauscher angesammelte Wärme, so daß durch eine geeignete
Einrichtung Wärme im Wärmetauscher angesammelt werden muß. Die Zusammensetzung des resultierenden Reduktionsgases und der hierin
enthaltene Rußgehalt werden lediglich in Abhängigkeit von der angesammelten Wärmemenge bestimmt. Überdies ist der Betrieb
schwierig und sind die Zusammensetzung und Temperatur des Reduktionsgases zu Beginn und Ende der Gasherstellung nicht immer
konstant. Es ist schwierig, die Zusammensetzung einzustellen.
Es ist demnach ein Ziel der vorliegenden Erfindung, das Verfahren zum.Aufbereiten von Reduktionsgas durch den Teiloxydationsvorgang
zu verbessern, um Reduktionsgas hoher Qualität mit einer geringen Rußmenge zu erzeugen unabhängig vom Verhältnis von
Sauerstoff zum Kohlenwasserstofföl oder -gas-Rohmaterial. Im
Gegensatz zum früheren Verfahren der Reduktionsgasaufbereitung, bei dem das Reduktionsgas durch eine einzige Verfahrensstufe
aufbereitet wurde, ist es ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, die Kombination zweier Verfahrensstufen zu verwenden, wobei
in der ersten Stufe der Kohlenwasserstoff oxydiert wird
durch Vermischung mit Sauerstoff oder sauerstoffreicher Luft,
während in der zweiten Stufe ein gasförmiger Kohlenwasserstoff mit dem durch die erste Stufe erzeugten Zwischengas gemischt
wird, um das Zwischengas zu pyrolysieren und dessen Qualität zu
verbessern. Die vorliegende Erfindung eignet sich zum Umformen des Kohlenwasserstoffs durch Verwendung von CO, und K2O im
Gichtgas mit Teiloxydation des Öls als den oben genannten beiden Verfahrensschritten. Entsprechend dem neuartigen Verfahren der
vorliegenden Erfindung muß ein besonderes Verhältnis von Sauerstoff
zu Kohlenwasserstoffrohmaterial festgelegt werden wie
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2.40199
beim früheren Teiloxydationsvorgang,wodurch die gewünschte Teiloxydation
sr eakt ion mit einem höheren Sauerstoffverhältnis in einem· weiten Bereich mit dem Ergebnis ermöglicht wird, daß der
Arbeitsvorgang stark vereinfacht und die Rußbildung stark vermindert werden. Mit diesem ersten Verfahrensschritt vergrößern
sich die erzeugten CO-- und H^O-Mengen proportional, während
sich die durch die Teiloxydationsreaktion erzeugte Wärmemenge ebenfalls vergrößert. Die Qualität des Zwischengases kann jedoch
durch den zweiten Verfahrensschritt verbessert werden,bei dem ein gasförmiger Kohlenwasserstoff beigemischt und die resultierende
Mischung pyrolisiert wird. Im einzelnen werden im zweiten Verfahrensschritt das im ersten Verfahrensschritt erzeugte
CO, und H-O in CO und H2 umgewandelt, die für das Reduktionsgas
von Vorteil sind, überdies wird die beim ersten Verfahrensschritt
erzeugte Wärme vorteilhaft und umkehrbar für die Wärme der Pyrolyse verwendet. Mit diesen beiden Verfahrensschritten kann
die Zusammensetzung durch den zweiten Verfahrensschritt eingestellt oder verbessert werden, sogar wenn die Zusammensetzung
des aus dem ersten Verfahrensschritt resultierenden Zwischengases nicht konstant ist, wodurch die Erzeugung von Reduktionsgasen von irgendwelcher gewünschter Zusammensetzung oder Eigenschaft
ermöglicht wird. Es kann somit stets ein stabiler Betrieb und eine Verminderung der Rußmenge sichergestellt werden, überdies
muß keine für die Pyrolyse und die Verbesserung der Qualität des Reduktionögases erforderliche Wärmequelle vorgesehen
werden.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die billige Erzeugung von Reduktionsgas. Wie oben herausgestellt,können die
Kosten für die Herstellung des Reduktionsgases stark vermindert werden, da das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung leicht
auszuführen ist und da für die Pyrolyse keine unabhängige Wärmequelle eingerichtet werden muß. überdies können die Kosten der
Herstellung von Reduktionsgas um wenigstens mehr als 30 % vermindert werden als bei den oben beschriebenen früheren Verfahren,
da entsprechend dem Verfahren der vorliegenden Erfindung als hauptsächliches Rohmaterial Abgas verwendet wird, das von einem
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Reduktionsofen, etwa einem Hochofen/ abgeblasen wird und das
zweckmäßige Mengen von CO2 und H2O enthält. Für gewöhnlich können
merkliche Kosten eingespart werden. : .
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der
Zeichnung. Die .einzige Figur ist eine schematische Darstellung zur Erklärung der Verfahrensstufen des Verfahrens nach der vorliegenden
Erfindung. ■ "
Wie in der Zeichnung dargestellt, wird aus der Gicht eines Reduktionsofens, etwa- eines Hochofens, ausgeblasenes und CO2
und H2O enthaltendes Gichtgas 2 einem Heizabschnitt 4 eines Gaserzeugungsofens
10 über eine Entwässerungs- und Staubentfernungsvorrichtung 3 zugeführt. Im Ofen 10 sind Sauerstoff-Brennstoff-Brenner
5 und 6 eingebaut, die ein Kohlenwasserstofföl zerstäuben. Sauerstoff oder sauerstoffreiche Luft wird dem zerstäubten
Kohlenwasserstofföl in einem Verhältnis mit einem oben beschriebenen Bereich zugeführt, um eine Teiloxydation (Verbrennung)
oder den ersten Verfahrensschritt zur Bildung von Kohlenwasserstoff gas zu bewirken, das mit dem Gichtgas gemischt wird und
als das modifizierende Gas wirkt. Darüber hinaus wird Kohlenwasser
stoff gas, etwa Koksofengas 11 (H2 : 45 *■*· 55 %,
CH4 : 35 ~45 %, CO : 3~6 %, CmHn : 2~4 %) , der Gasmischung
in einem Umformer beigemischt, wodurch die Pyrolyse des zweiten Verfahrensschritts bewirkt wird. Im einzelnen wird Reduktionsgas
von gewünschter Qualität aus einem Kohlenwasserstofföl ohne Rußbildung dadurch erzeugt, daß es selbst die für die Pyrolyse
erforderliche Wärme liefert und zur Zeit des Schaltens die Atmosphäre einstellt. . Das resultierende Reduktionsgas wird
dem Hochofen 1 über eine Leitung 12 zugeführt. Das Gas wird in den Ofen durch eine oberhalb eines nicht dargestellten
vorgesehene Einlaßöffnung 13 eingeblasen. Somit ist der Reduktionsgaserzeugungsofen
10 der vorliegenden Erfindung kombiniert mit dem Hochofen 1, um eine Teiloxydation und Umwandlung des aus
dem Hochofen ausgeblasenen Gichtgases zu bewirken, während das resultierende Reduktionsgas in den Hochofen eingeblasen und
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durch diesen umgewälzt wird. Diese Anordnung vermindert nicht nur
die Menge des Verlustgases sondern auch den Wärmeverlust,wodurch
ein wirkungsvolles Arbeiten sowohl im Hochofen 1 als auch im Reduktionsgaserzeugungsofen 10 sichergestellt wird.
Das Arbeitsprinzip des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung/
das durch die oben beschriebene Anordnung durchgeführt werden kann, ist das folgende:
Die Teiloxydation eines Kohlenwasserstoffs eines Kohlenwasserstoff
Öls kann durch die folgende Gleichung I ausgedrückt werden:
aC02 + 1^0 + dH2 + eH2° + f*c
Hierin stellt CmHn z.B. Schweröl dar,öi. entspricht einem Wert
von etwa 0,95-0,97 Nm^/kg/(C) wie beim früheren Verfahren, a beträgt
2-6 Vol.-% basierend auf der Gesamtmenge des erzeugten Gases, b ist gleich 3O-~45 %, d ist gleich 18^ 60 % und e ist
gleich 4-18 %. q stellt die erzeugte Wärmemenge dar. Beim Teiloxydationsvorgang
wird q, verwendet zur Vergrößerung der Temperatur des resultierenden Reduktionsgases. Selbstverständlich ist
diese Wärmemenge gleich der Differenz zwischen der Summe der durch die Bildung von CO2 , CO und H2O erzeugten Wärmemengen und
der Wärme der Pyrolyse von C H , wobei diese Wärmemengen je mol
die durch die folgenden Gleichungen II bis IV ausgedrückten Werte haben.
C + O2-^CO2 + 97. 2 Kcal/mol II
C + 1/2 O2->C0 + 29.6 Kcal/mol III
H2 + 1/2 O2-► H2O + 57.8 Kcal/mol IV
Wie diesen Gleichungen entnommen v/erden kann ,sind die Wärmemengen
bei der Bildung von CO2 und H2O viel größer als diejenige bei
CO, ausgedrückt durch die Gleichung III. Dies bedeutet, daß eine
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Zunahme des Herts vonot in Gleichung I bewirkt, daß eine große
Menge von O2 reagiert, wodurch die CO2- und K20-Mengen vergrößert
werden. Dies vergrößert auch die erzeugte Wärmemenge q,, was
aus den Gleichungen II und IV deutlich ersichtlich ist. Durch Vergrößerung von« kann auch die durch f und c in Gleichung I
dargestellte Rußmenge vermindert werden.Wennotauf einen etwa
2,6^3,0 Nm /kg/(C) entsprechenden Wert vermindert wird, werden
f und c im wesentlichen Null. Obwohl die Rußmenge (f-c) durch Vergrößerung des Werts vonOC vermindert werden kann, werden
mit Rücksicht auf die Eigenschaft des Reduktionsgases die Mengen von CO2 und H2O ebenfalls vergrößert, was natürlich unerwünscht
ist. Es ist aus diesem Grund vorteilhaft, die Summe von CO2 und H2O im resultierenden Reduktionsgas auf einen 10 % nicht
übersteigenden Wert zu begrenzen, selbst wenn eine geringe Rußmenge gebildet werden sollte. Zu diesem Zweck sollte der Wert
von Ot etwa 0,95 "^ 0,97 Nm /kg/(C) entsprechen. Es v/erden jedoch
gemäß der vorliegenden Erfindung die in einem Reduktionsofen gebildeten CO2- und H2O-Bestandteile, wie durch die folgende
Gleichung V gezeigt, durch das Kohlenwasserstoffgas C1H ' zerlegt.
P.CO2 + q.h2O + C1n 1Hn 1 + q'->(P+m')C0 + (p+n'/2)H2 V
Somit bildet der Reaktionsvorgang nach der Gleichung V im wesentlichen
aus CO + H2 bestehendes Reduktionsgas, wobei jedoch q1
endothermisch ist, so daß eine Wärmemenge q1 ergänzt werden muß.
Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß die Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Kohlenwasserstofföl gemäß
Gleichung I teilweise verbrannt wird, wobei der Wert von OC in einem Bereich gewählt wird, in deiu so wenig wie möglich Ruß gebildet
wird, zur Bildung von Gas mit o(. -überschußiuengen von CO2
und H2O, daß anschließend daran eine überschußmenge eines gasförmigen
Kohlenwasserstoff-C Ή ' dem Gas zugefügt wird zum Umwandeln
des CO2 und H2O in CO und H3, und daß ein Teil der durch
die Reaktion der Gleichung I erzeugten Wärme q, umkehrbar verwendet wird als Wärme zum Umwandeln von CO2 und H2O in CO und H3.
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Mit anderen Worten, die durch die folgenden Gleichungen I1 und
VX aasgedrückten chemischen Reaktionen verlaufen parallel.
CH+ O0-^aCO0 + dHo + eHoO + f.c + q, ' + qc I',
wobei qc die Wärme zur Bildung von aC02 und eH20 darstellt.
aCO-> + eHo0 + C 1H * + qc-> {a+mf)C0 + (e+n'/2)Ho VI
aCO-> + eHo0 + C 1H * + qc-> {a+mf)C0 + (e+n'/2)Ho VI
Wie aus einer Gleichung für das Gleichgewicht einer Wasser-Gasreaktion
festzustellen ist, obwohl nicht immer das gesamte CO2
und H2O in CO und H2 umgewandelt werden, ist es gemäß der vorliegenden
Erfindung möglich, den Wert von Ot- so zu wählen, daß ein
Wert von 1,30 oder mehr vorliegt, der weitaus größer Ist als
derjenige, der beim herkömmlichen Teiloxydationsvorgang verwendet wird. Folglich beträgt der Wert von a 7-10 Vol.-% basierend auf dem Gesamtvolumen des durch die Teiloxydation erzeugten Gases, während der Viert von e 2Ο-3Ο Gew.-% beträgt. Im Gegensatz hierzu wird der Wert von f>c vermindert, wodurch die umwandlung des Conradson-Kohlenstoffs, etwa von Schweröl, in Ruß gebremst wird. Durch die Beifügung von gasförmigem Kohlenwasserstoff werden
entsprechend der Gleichung VI gebildete Überschußmengen von CO2 und H2O pyrolisiert und In CO und H2 umgewandelt, wobei die Wärme der Reaktion durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt wird.
derjenige, der beim herkömmlichen Teiloxydationsvorgang verwendet wird. Folglich beträgt der Wert von a 7-10 Vol.-% basierend auf dem Gesamtvolumen des durch die Teiloxydation erzeugten Gases, während der Viert von e 2Ο-3Ο Gew.-% beträgt. Im Gegensatz hierzu wird der Wert von f>c vermindert, wodurch die umwandlung des Conradson-Kohlenstoffs, etwa von Schweröl, in Ruß gebremst wird. Durch die Beifügung von gasförmigem Kohlenwasserstoff werden
entsprechend der Gleichung VI gebildete Überschußmengen von CO2 und H2O pyrolisiert und In CO und H2 umgewandelt, wobei die Wärme der Reaktion durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt wird.
C01 + O2 = CO2 + 97,2 Kcal/Mol ........................VII
CO2 + CII4 = 2C0 +* 2H2 - 59,1 Kcal/mol , , .VIII
Durch Addieren der Gleichungen VII und VIII wird
C01 + O2 + CH4 —* 2CO + 2H2 + 38,1 Kcal/mol ...........IX
Wie aus diesen Gleichungen festgestellt werden kann, muß keine
Wärme von außen ergänzt werden, da die Wärme der Reaktion umkehrbar verwendet wird. Sogar wenn der Prozentsatz des Reduktiönsgases,
das durch die Teiloxydation des Kohlenwasserstoffs gemäß
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Gleichung I1 und IX, klein ist gegenüber dem Gesamtvolumen des
Gases, liegt kein Problem vor.
Nach dem Entwässern und Entfernen von Staub hat das aus dem
Reduktionsofen 1 oder dem Hochofen ausgeblasene Gichtgas 2 eine Zusammensetzung von z.B. 18~22 % CO2/ 2 ~5O % H2 und 8^7 % N2.
Nach dem Erhitzen im Erhitzungsabschnitt 4 wird das Gas dem mit Sauerstoff-Brennstoff-Brennern 5 und 6 ausgerüsteten Reduktionsgaserzeugungsofen
IO zugeführt. Das Gas wird dann teilweise verbrannt durch Auswahl eines Verhältnisses von Sauerstoff/
öl von z.B. 1,30 Nm /kg/(C), zur Erzeugung eines Zwischengases
mit einem höheren Gehalt an CO2 und H2O als beim herkömmlichen
Verfahren. Das auf diese Weise erzeugte Zwischengas wird dann zum Reagieren im Umformer 8 mit CH4 und CmHn-Bestandteilen von
Koksofengas gebracht mit einer in der Zeichnung dargestellten Zusammensetzung und wird durch einen Erhitzungsofen 7 auf eine
geeignete Temperatur vorerhitzt, wodurch im Zwischengas enthaltenes CO2 und H3O in die Heduktionsgase CO und H- umgewandelt
wird. Die durch die Reaktionen C—^CO2 und H2-^H2O gebildeten
Wärmemengen werden für die endothermen Reaktionen CO2-VCO und
H2O-/H2 verwendet. Das resultierende Reduktionsgas hat im allgemeinen
eine Zusammensetzung von 2^4 % CO2, 3O*—4O % CO,
18^-60 % H2 und 4~36 % N2 (wobei alle Prozentangaben Vol.-%
sind), und kann unmittelbar in den Reduktionsofen 1 eingeblasen werden.
Das gleiche Ergebnis kann erzielt werden durch Vermischen eines gasförmigen Kohlenwasserstoffs mit einem teilweise oxydierten
Kohlenwasserstofföl und anschließendes Umwandeln der Mischung in der oben beschriebenen Weise. Da das aus der Gicht eines
Reduktionsofens ausgeblasene Gas nicht verwendet wird, wird in diesem Fall das Kohlenwasserstofföl durch die Sauerstoff-Brennstoff-Brenner
5 und 6 im Ofen IO teilweise oxydiert und es werden die im resultierenden Zwischengas enthaltenen
CO2- und H2O-Bestandteile pyrolisiert und im Umformer 8 durch
ein gasförmiges Kohlenwasserstoff, wie Koksofengas oder Naturgas,
in CO und H2 umgewandelt.
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In jedem Fall sollte die zum teilweise Oxydieren des Kohlenwasserstofföl
s in der Sauerstoff-Brennstoff-Mischung enthaltene
Sauerstoffmenge im Bereich von 1,00-3/00 Nm /kg/(C) liegen. Falls
diese Menge unter 1,00 abfällt, nimmt die gebildete Rußmenge ab, wodurch die Qualität des resultierenden ReduktionsgasQS verschlechtert
wird. Wenn dagegen die Sauerstoffmenge 3,0O übersteigt,
obwohl die Rußmenge auf einen extrem kleinen Wert vermindert werden kann, wäre das Ergebnis das gleiche als ob das
Kohlenwasserstofföl vollständig verbrannt wäre, wodurch die C02-Menge vergrößert wird, so daß es durch Umwandeln dieses CO2
durch ein gasförmiges Kohlenwasserstoff unmöglich ist, wertvolles Reduktionsgas zu erzeugen.
In der folgenden Tabelle sind zusammen mit zwei Kontrollbeispielen
sieben Beispiele der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Zusammensetzung des bei diesen Beispielen verwendeten Hochofengases
beträgt: CO2 18 %, CO 23 %, H2 2 % und N2 57 %, während die Zusammensetzung
des Schweröls folgende ist: C 90,5 %, spezifisches Gewicht 0,93, Stockpunkt.6°C. Das Koksofengas hat die Zusammensetzung
von CH4 30 %, CmHn 3 %, CO 6 % und Ή, 55 %.
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| ι | Rohmaterial | ■ | CO (%) |
Kontroll-
Beispiel |
Kontroll-
Beispiel 2 |
Beispiel |
Beispiel
2 |
Beispiel
3 |
Bei
spiel 4 |
Beispiel
5 |
Bei
spiel 5 6 |
Beispiel
7 |
|
| j Reduktionsgas |
Hochofengas
(NiIi3A) |
CO2(%) | 220 | 220 | 220 | 220 | 220 | 220 | |||||
|
Koksofengas
(Nm3A) |
H2 (I) | 128 | - | 128 | 128 | 128 | 114 | 148 · | 1S2 | 134 | |||
| 409830/ |
Schweröl
(kg/h) |
CH4(%) | 20 | 84 | 20 | 20 | 20 | 40 | 40 " | 20 | 20 | ||
| 0843 |
Sauerstoff
(NmVh) |
gebildeter Ruß
(g/Nm3) |
16 | 67 | 20 | 22 | 26 | 52 | < 58 | 33 | 48 ' | ||
|
Οχ/(C in öl)
(Nm3Ag") |
0,95 | 0,92 | 1,17 | 1,29 | 1,52 | 1,51 | 1,70 | 1,96 | 2,86 | ||||
|
remp. des Reduk
tionsgases ( C) |
1000 | 1000 | 1000 | 990 | 990 | 1010 | 1060 | 1010 | 1000 | ||||
| Zusammen setzung |
30,6 | 48,7 | 34,3 | 33,7 | 33,9 | 45,5 | 42,2 | 30,2 | 27,4 | ||||
| 2,1 | 3,6 | 2,4 | 2,7 | 3,2 | 2,5 | 2,8 | 5,2 | 7,8 | |||||
| 41,1 | 42,1 | 41,1 | 41,2 | 41,4 | 49,6 | 52,3 | 40,5 | 41,1 | |||||
| Spuren | Spuren | Spuren | Spuren | Spuren | Spuren | Spuren | Spuren | Spuren | |||||
| 18,3 | 19,8 | 6,1 | 4,8 | 2,6 | 1,6 | 1,5 | 1,5 | 1,3 |
Wie dieser Tabelle entnommen werden kann, weicht die gebildete
Rußmenge stark zwischen den Kontrollbeispielen ab, in denen die (^•Mengen in Sauerstoff/öl 0,95 und 0,92 Nm3/kg betragen, und
den Beispielen der vorliegenden Erfindung, in denen die QjMengen
1,0 Nm /kg betragen, differieren. Besonders in den Beispielen 4 bis 7 liegt die gebildete Rußmenge unter 2,0 g/Nm . Es wurde
auch ein Versuch durchgeführt, bei dem die O^-Menge in Sauerstoff/Öl
höher als 3,OO gewählt wurde. In diesem Fall betrug die in der ersten Verfahrensstufe erzeugte CO^-Menge 8-20 % und diejenige
von H2O 16-40 %. Zum Pyrolysieren des derartige CO2" und
HoO-Mengen enthaltenden Zwischengases, mußte eine viel größere
3 Koksofengasmenge in der Größenordnung von 300 Nm /h verwendet
werden als bei dem in Beispiel 7 dargestellten Fall.
Aus der obigen Beschreibung ist zu erkennen, daß die Erfindung ein
neuartiges Verfahren zum Aufbereiten von Reduktionsgas unabhängig vom Verhältnis von Sauerstoff zu Brennstoff vorsieht, das beim
Verfahren zum Herstellen von Reduktionsgas durch einen Teiloxydationsvorgang der bedeutendste Faktor ist. Auf diese Weise
ist es möglich, ein wertvolles Reduktionsgas durch Wahl des Verhältnisses bei einem Wert von über Eins zu erzeugen und die
gebildete Rußmenge in hohem Maß zu vermindern. Überdies wird
gemäß der vorliegenden Erfindung das Zwischengas durch ein gasförmiges Kohlenwasserstoff umgewandeltzurErza-elung eines
Reduktionsgases mit einer hervorragenden zusammensetzung und Eigenschaft und wird das Zwischengas vorteilhaft in solchen
Reduktionsofen wie einem Hochofen verwendet. Darüber hinaus verläuft
die Teiloxydationsreaktion, die zwangsläufig eine endotherme Reaktion ist, parallel mit der Umwandlung des Gichtgases
durch das Kohlenwasserstoffgas, wodurch die Verwendung des Gichtgases
als Rohmaterial ermöglicht wird. Somit wird die Wärme der Reaktion wirksam verwendet zur Steuerung der Zusammensetzung und
Temperatur des gebildeten Reduktionsgases, so daß es möglich ist, ein wertvolles Reduktionsgas bei extrem niedrigen Kosten aufzubereiten
»
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Claims (6)
1. Verfahren zum Aufbereiten von Reduktionsgas, gekennzeichnet
durch folgende Verfahrensschritte: teilweises Oxydieren eines Kohlenwasserstoffs mit Sauerstoff oder sauerstoffreicher Luft
zur Erzeugung eines CO2 und H2O enthaltenden Zwischengases
und Umwandeln des COo und H2O in CO und H2 mittels eines gasförmigen
Kohlenwasserstoffs durch Verwendung der durch die Teiloxydation erzeugten Wärme, wodurch ein Reduktionsgas mit
CO2 und H2 als Hauptbestandteilen erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die
bei der Teiloxydationsstufe verwendete Sauerstoff menge im
Bereich von 1,00-3,00 Nm /kg von im K< tenen Kohlenwasserstoff gewählt wird.
Bereich von 1,00-3,00 Nm /kg von im Kohlenwasserstoff enthal-
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenwasserstoff ein Kohlenwasserstofföl und der gasförmige
Kohlenwasserstoff Koksofengas oder Naturgas ist.
4. Verfahren zum Aufbereiten von Reduktionsgas, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: Zerstäuben und teilweises
Oxydieren eines Kohlenwasserstofföls mit Sauerstoff oder sauerstoffreicher Luft, Vermischen des resultierenden,Gase?
mit aus einem Reduktionsofen ausgeblasenen Gichtgas zur dung eines CO2 und H2O enthaltenden Zwischengases und durclT
Vermischen des Koksofen- oder Naturgases mit dem Zwischengas ■
zur Umwandlung des CO2 und H3O in CO und H3 durch Verwendung
der Wärme des Zwischengases, zur Erzeugung von CO2 und H2 als
Hauptbestandteile enthaltendem Zwischengas.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischengas in den Reduktionsofen eingeblasen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Reduktionsofen ein Hochofen ist.
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