DE2461153B2 - Verfahren zur Reduktion von Eisenerz mittels Reduktionsgas in einem Schachtofen - Google Patents

Verfahren zur Reduktion von Eisenerz mittels Reduktionsgas in einem Schachtofen

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion von Erzen in einem Schachtofen, wobei Eisenoxidstücke an einem ersten Ende in den Schachtofen eingebracht und am entgegengesetzten Ende des Schachtofens im wesentlichen als metallisches Eisen entfernt werden, weiterhin ein in einer Vergasereinrichtung für flüssige oder feste Brennstoffe erzeugtes Reduktionsgas in einen entfernt vom ersten Ende des Schachtofens liegenden Einlaß in diesen eingeführt wird und als Abgas von einem Auslaß des Schachtofens neben dem ersten Ende abgezogen wird; ferner wenigstens ein Teil des Abgases durch eine Kühl- und Reinigungseinrichtung geleitet und dem Schachtofen wieder zugeführt wird.
Ein derartiges Verfahren ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 19 26 269 bekannt Beim bekannten Verfahren wird aus Schweröl und Sauerstoff ein Reduktionsgas (Neugas) erzeugt, das mit einer Temperatur von 1400° C oder weniger unmittelbar in den unteren Abschnitt des Schachtofens eingebracht wird. Das aus dem oberen Abschnitt des Schachtofens abgezogene Gichtgas wird regeneriert, wobei Staub, Wasser und Kohlendioxid abgeschieden wird; das verbleibende, im wesentlichen aus CO und H2 bestehende Reduktionsgas (Umlaufgas) wird unabhängig vom Neugas in den unteren Abschnitt des Schachtofens eingeführt. Unter diesen Bedingungen muß das erzeugte Neugas im wesentlichen die Zusammensetzung von Reduktionsgas aufweisen, was an die Ausgestaltung und den Betrieb der Vergasereinrichtung besondere Anforderungen stellt.
Weiterhin ist zur Reduktion von Eisenerz das ebenfalls in einem Schachtofen arbeitende »Midrexverfahren« bekannt (vgl. deutsche Auslegeschrift 14 400), bei dem das Reduktionsgas durch Umsetzung von gasförmigen Kohlenwasserstoffen wie etwa Erdgas mit Gichtgas erzeugt wird. Hierzu wird in dem gereinigten und gekühlten Gichtgas ein bestimmter Anteil an Wasserdampf und Kohlendioxid vorgesehen, der bei der anschließenden katalytischen Umsetzung mit dem Kohlenwasserstoff die Bildung von im wesentlichen aus CO und H2 bestehenden Reduktionsgas gewährleistet.
Die dieser Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, das eingangs genannte Verfahren dahingehend zu verbessern, daß mit einfachen Mitteln durch Vergasung von festen oder flüssigen Brennstoffen ein Reduktionsgas kontrollierter Zusammensetzung und Temperatur erhalten wird.
Ausgehend von dem eingangs genannten Verfahren ist die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs wiedergegeben. Weitere Besonderheiten und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann somit im Vergaser unter einfachen, Brennstoff sparenden Bedingungen ein reduzierendes Gas erzeugt werden, das nicht die Zusammensetzung des Reduktionsgases aufzuweisen braucht. Vielmehr wird das im Vergaser erzeugte reduzierende Gas mit gekühltem und gereinigtem Abgas nach Abtrennung von Kohlendioxid und Einstellung eines ausreichenden rW-Gehaltes zu einem Reduktionsgas mit vorbestimmten Anteilen an H2, CO, H2O und CO2 umgesetzt ι υ
Hierzu wird das vereinigte Gasgemisch aus Abgas und in der Vergasereinrichiung erzeugtem Neugas erhitzt und durch einen Reaktor geleitet, wo eine Wassergas-Verschiebungs-Reaktion bis zum Gleichgewichtszustand erfoigt Die Temperatur des den Reaktor 1; verlassenden Gases liegt etwa oder nahe bei der Temperatur, welche das Reduktionsgas bei Eintritt in den Schachtofen aufweisen soIL Das Gas kann somit ohne weitere Erhitzung direkt in den Reduktionsofen eingeleitet werden, wodurch eine Wassergas-Verschiebungs-Reaktion im Schacht vermieden wird. Da das CO2 bis auf einen geringen Betrag aus dem Gasgemisch entfernt wird, bevor dieses erhitzt und umgeformt wird, wird eine hohe Stabilität der Verfahrensführung erreicht. Weiterhin kann mit der sorgfältig zugemessenen Dampfmenge nicht nur das gewünschte Verhältnis der reduzierenden Bestandteile zueinander, sondern auch das gewünschte Verhältnis von reduzierendem Bestandteil zu oxidierendem Bestandteil des Reduktionsgases gesteuert werden, da der Wasserdampf die u> Hauptquelle des oxidierenden Bestandteils im Reduktionsgas darstellt Erfindungsgemäß wird die Eigenwärme der exothermen Verschiebungsreaktion wirksam ausgenutzt, wodurch die Heizeinrichtung mit niedrigerer Temperatur betrieben werden kann, was eine Einsparung an Brennstoff ermöglicht.
Nachfolgend wird mit Bezugnahme auf eine Figur ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens im einzelnen erläutert.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Direktreduktion von Eisenerz erfoigt in einer Anlage, zu der ein vertikaler Schachtofen 10, eine Kühl- und Reinigungseinrichtung 20, eine Vergasereinrichtung 30, eine CO2-Abscheidungsvorrichtung 40, ein Befeuchter 50, eine Heizeinrichtung 60 und ein Reaktor 70 gehören.
Der Schachtofen 10 wird am oberen Ende 12 mit Oxidpellets 14 oder anderen Eisenoxid enthaltenden Stücken, Preßlingen oder Brocken beschickt. Am unteren Ende des Ofens werden die Pellets als metallisiertes Eisen ausgetragen. Am oberen Ende 12 des Schachtofens 10 ist eine Gasaustrittsleitung 17 vorgesehen, durch die verbrauchtes Abgas austritt. Vom oberen Ende 12 des Ofens entfernt befindet sich ein Reduktionsgas-Eintrittsrohr 15, das mit einer Ringleitung 16 verbunden ist, um das Reduktionsgas in den Schachtofen 10 einzuleiten. Das Reduktionsgas umströmt somit die Oxidpellets 14 im Gegenstrom, während diese unter der Wirkung der Schwerkraft zum Boden des Ofens herabrutschen.
Das Abgas strömt durch die Austrittsleitung 17 zu den Kühl- und Reinigungseinrichtung 20, wo das Gas gekühlt und von Staub gereinigt wird. Vorzugsweise ist Einrichtung 20 mit direktem Wasserkontakt vorgesehen, beispielsweise ein im Gegenstrom betriebener Kühlturm, in dem das Gas aufwärts und das Kühlwasser über Füllkörper nach unten strömt.
Das gekühlte und gereinigte Abgas verläßt die Kühl- und Reinigungseinrichtung 20 durch eine Austrittsleitung 21; eine kleine Menge dieses Gases, die mittels einer geeigneten Drucksteuerung reguliert wird, wird aus der Austrittsleitung 21 abgezweigt und einer Stickstoffzapfleitung 25 zugeführt. Der Hauplteil des gekühlten und gereinigten Abgases wird durch die Austrittsleitung 21 einem Kompressor 26 zugeführt, mittels dem das Gas auf einen für den Betrieb der einzelnen Verfahrensstufen ausreichenden Druck komprimiert wird; durch eine Leitung 29 wird den Lagern des Kompressors 26 ein zum Abdichten dienendes Gas zugeführt, um das Eindringen von Luft in das System zu verhindern. Das komprimierte Gas strömt weiter durch die Austrittsleitung 21 bis zu einem Mischventil 27, wo es mit dem reduzierenden Gas aus der Vergasereinrichtung 30 vermischt wird.
Mittels der Vergasereinrichtung 30 wird aus festem oder flüssigem Brennstoff, vorzugsweise Schweröl oder Kohle, reduzierend wirkendes Neugas erzeugt, das in erster Linie aus CO und H2 besteht Im allgemeinen verwenden all diese Vergasereinrichtungen Sauerstoff aus einer Sauerstoffaniage, Dampf aus einer Dampferzeugungsanlage und Brennstoff, der mit dem Dampf und dem Sauerstoff gemischt und zur Vergasung in einen Reaktor zur teilweisen Oxidation eingespritzt wird. In Strömungsrichtung hinter dem Reaktor wird der nicht umgewandelte Kohlenstoff ausgewaschen und Teilchen, wie Asche u. dgl. entfernt In der Vergasereinrichtung 30 kann eine CO2-Abscheidungseinrichtung vorgesehen werden oder auch weggelassen sein, da eines der Merkmale der Erfindung gerade darin besteht, daß innerhalb des geschlossenen Kreislaufs eine CO2-Abscheidung vorgesehen ist. Gegebenenfalls kann auch in einem elektrischen Schmelzofen oder in einer Raffinerie angefallenes Abgas, das CO und H2 enthält, als Quelle für das Neugas verwendet werden.
Das Neugas verläßt die Vergasereinrichtung 30 über eine Leitung 31, wobei ein Teil des Neugases zu einer Heizungsleitung 33 abgezweigt wird, die zu der Stickstoffzapfleitung 25 führt. Der Hauptteil des reduzierenden Neugases wird über die Leitung 31 dem Mischventil 27 zugeführt; wo das Neugas und das gereinigte und gekühlte Abgas zu einem ersten Gasgemisch vermischt werden. Dieses verläßt das Ventil 27 durch eine Leitung 35 und durchläuft die CO2-Abscheidungsvorrichtung 40, üblicherweise einen Aminabsorptionsturm, der bei relativ niedriger Temperatur gehalten wird und nicht nur CO2 aus dem ersten Gasgemisch abtrennt, sondern außerdem etwas von dem H2S aus dem Neugas absorbiert; das H2S tritt zusammen mit dem CO2 durch eine Entlüftungsleitung 43 aus.
Das die CO2-Abscheidungsvorrichtung verlassende Gas wird als zweites Gasgemisch bezeichnet und besteht in erster Linie aus CO und H2 mit einem Restbetrag an H2O und CO2 und anderen Gasen. Dieses zweite Gasgemisch gelangt durch die Leitung 41 in einen Befeuchter 50. Der Befeuchter 50 kann aus einer bekannten Kühl- und Reinigungseinrichtung bestehen, wie sie bei 20 dargestellt ist. Gewöhnlich ist aus der Vergasereinrichtung 30 Wasserdampf zu erhalten, so daß der Befeuchter 50 vorzugsweise eine oder mehrere Düsen aufweist, durch die eine gesteuerte Menge Dampf über die Leitung 53 in den Befeuchter 50 eingegeben wird. Nach Bedarf kann die Leitung 53 mit einem nicht dargestellten Regelventil versehen sein, das die zugesetzte Dampfmenge entsprechend der jeweiligen Gaszusammensetzung steuert, die in Strömungsrichtung hinter dem Befeuchter 50 erfaßt wird.
Das den Befeuchter 50 durch eine Leitung 51 verlassende, eine bestimmte Menge Wasserdampf enthaltendes Gemisch wird als drittes Gasgemisch bezeichnet; der Hauptteil des dritten Gasgemisches tritt über die Leitung 51 in die Heizeinrichtung 60 ein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Heizeinrichtung 60 eine Anzahl indirekt beheizter Rohre auf; die Brennstoffe zur Beheizung werden über die Leitung 33 und die Stickstoffzapfleitung 25, sowie die Verbrennungsluft über die Luftleitung 61 zugeführt. Das Abgas wird durch eine Abgasleitung 63 aus der Heizeinrichtung 60 abgeführt. Das auf diese Weise auf eine bestimmte Temperatur erhitzte dritte Gasgemisch verläßt die Heizeinrichtung 60 durch eine Leitung 65 und tritt in den Reaktor 70 ein. Der Reaktor 70 weist ein bestimmtes Volumen auf, das mit Fülikörpern, etwa überzogenen Ringen u. dgl. aus einer hitzebeständigen Nickel- oder Chromnickel-Legierung gefüllt ist; in dem Reaktor 70 erfolgt die Wassergas-Verschiebungs-Reaktion bis zum Gleichgewicht entsprechend der folgenden Gleichung:
CO+ H2O =#= CO2+ H2
Diese Reaktion tritt wegen der Abwesenheit von CO2 im dritten Gasgemisch in der angezeigten Richtung auf; sie läuft innerhalb eines Temperaturbereiches von 7600C bis 87 Γ C, vorzugsweise bei angenähert 816° C ab. Die Heizeinrichtung 60 und der Reaktor 70 wirken daher zum Ablauf der oben angegebenen Reaktion zusammen, welche ein bevorzugtes Reduktionsgas ergibt, wobei eine geringe Verschiebungsreaktion auch in der Heizeinrichtung 60 stattfinden kann. Die Heizeinrichtung 60 kann mit der Maßgabe ausgestaltet werden, daß eine ausreichende Verweilzeit gegeben ist, damit die Verschiebungsreaktion bis zum Gleichgewichtszustand vollständig in der Heizeinrichtung abläuft. Alternativ kann die Heizeinrichtung mit einer oder mehreren Reaktorrohren ausgestattet sein, die zui Sicherstellung der Gleichgewichtsverschiebung innerhalb der Heizeinrichtung mit einem Katalysator gefülli sind, etwa einem aktiven, metallischen Material r> vorzugsweise Nickel auf einem Aluminiumträger Weiterhin können anstelle der indirekt beheizten Rohre elektrische Heizelemente in einer feuerfest ausgefütterten Behälterwand vorgesehen sein; in diesem Fall würde die Stickstoffzapfleitung 25 Brennstoff für den externen
ίο Gebrauch liefern.
Aus Regelungsgründen ist es erwünscht, die Temperatur des den Reaktor 70 verlassenden Reduktionsgases etwas höher als die Temperatur des in den Schachtofen 10 eingeleiteten Gases zu halten; es wird dann ein Schritt vorgesehen, um das Gas auf die Einlaßtemperatur für den Ofen geringfügig abzukühlen. Dies kann ohne wesentliche Wirkung auf die Zusammensetzung des Reduktionsgases leicht dadurch erfolgen, daß ein kleiner Anteil des relativ kühlen Gases von der Austrittsleitung 51 des Befeuchters 50 in eine Kühlleitung 55 abgezweigt wird, und dieser Anteil in Strömungsrichtung hinter dem Reaktor 70 in die Gaseintrittsleitung 15 geleitet wird. Die Menge des aus der Kühlleitung 55 in die Gaseintrittsleitung 15 eingeführten Gases wird einfach mittels einer Temperaturregelung 72 gesteuert. Alternative Schritte zur Kühlung können darin bestehen, hinter dem Reaktor 70 ein kleines Kühl- und Reinigungsgerät einzufügen oder einen Teil des gekühlten und gereinigten Abgases aus der Leitung 21 abzuzweigen. Das den Reaktor verlassende Reduktionsgas wird somit in der Gaseintrittsleitung 15 auf eine bestimmte Temperatur abgekühlt und für die Direktreduktion der Eisenoxide im Schachtofen 10 in die Ringleitung 16 eingeführt.
Nachfolgend wird in Tabellenform die Gaszusammensetzung und der Durchfluß an verschiedener Stellen des Verfahrensablaufs angegeben, wobei entweder Schweröl oder Kohle als externer Brennstofl eingesetzt werden.
Tabelle I Zusammensetzung CO2 H2 H2O N2 Durchfluß
Schweröl CO 0,0366 0,5247 0,0581 0,0469 (NmVt)
Stelle der Gasprobe 0,3337 0,1673 0,3781 0,2047 0,0469 2067
0,2031 0,1974 0,4424 0,0596 0,0629 2067
Reduktionsgasleitung 15 0,2377 - - - - 1766
Abgasleitung 17 - 0,0440 0,4460 0,0250 0,0090 353
Wäscher-Kühler-
Leitung 21		 0,4760 0,1385 0,4438 0,0463 0,0422 882
Stickstoffzapfleitung 25 0,3293 - - - - 2295
Vergaserleitung 31 - 0,0050 0,5199 0,0400 0,0494 308
Erstes Gasgemisch
(Leitung 35)		 0,3857 - - - - 1959
Abgasleitung 43 - 0,0047 0,4928 0,0900 0,0468 108
Zweites Gasgemisch
(Leitung 4t) 		0.3656 2067
Dampfleitung 53
Drittes Gasgemisch
(Leitung SI)
Tabelle II Zusammensetzung CO: H2 H2O N2 Durchfluß
Kohle CO 0,0458 0,4337 0,0489 0,0612 (NmVt)
Stelle der Gasprobe 0,4104 0,2034 0,3157 0,1669 0,0612 2080
0,2529 0,2289 0,3527 0,0596 0,0764 2080
Reduktionsgasleitung 15 0,2825 1862
Abgasleitung 17 — — — —
Wäscher-Kühler- — 0,1160 0,3040 0,0250 0,0140 372
Leitung 21 0,5410 0,1847 0,3336 0,0461 0,0519 958
Stickstoffzapfleitung 25 0,3837 2447
Vergaserleitung 31 — — — —
Erstes Gasgemisch — 0,0050 0,4142 0,0400 0,0645 442
(Leitung 35) 0,4764 1971
Abgasleitung 43 — — — —
Zweites Gasgemisch — 0,0047 0,3926 0,0900 0,0611 108
(Leitung 41) 0,4515 2080
Dampfleitung 53
Drittes Gasgemisch
(Leitung 51)
Für ein bevorzugtes Reduktionsgas sind die nachfolgenden Gesichtspunkte von Bedeutung, nämlich
(1) das Reduktionsmittel verhältnis H2/CO,
(2) das Verhältnis von Reduktionsmittel zu Oxidationsmittel, ausgedrückt durch (H2 + CO)/(H2O + CO2) und
(3) die Temperatur des in den Gaseinlaß des Schachtofens eingeführten Reduktionsgases.
Im einzelnen ist ein bestimmtes H2/CO-Verhältnis erwünscht, um sicherzustellen, daß die Eigenwärme der exothermen CO-Reduktionsreaktion im Schachtofen 10 durch die endotherme H2-Reduktionsreaktion im Schachtofen 10 ausgeglichen wird; im einzelnen ist ein H2/CO-Verhältnis größer als Eins erwünscht, damit die H2-Reaktion überwiegt, wodurch ein Zusammenbacken der metallischen Teilchen vermieden, der Kohlenstoffgehalt reguliert und eine insgesamt leichter steuerbare Verfahrensführung gewährleistet wird. Vorzugsweise liegt das Reduktionsmittelverhältnis im Bereich von (1,0 bis 2,0)/l; gemäß den oben angegebenen Werten ergibt sich beim erfindungsgemäßen Verfahren ein Reduktionsmittelverhältnis von 1,57/1 bei Einsatz von Schweröl bzw. von 1,06/1 bei Einsatz von Kohle als externem Brennstoff.
Ein bestimmtes Verhältnis von Reduktionsmitteln zu so Oxidationsmitteln ist erwünscht, um den Kohlenstoffgehalt der metallisierten Endpartikeln zu steuern und ein hochwertiges Reduktionsgas zu liefern, was für die wirtschaftliche Reduktion von Wüstit zu metallischem Eisen in der letzten Reduktionsstufe des Schachtofens von Bedeutung ist. Im allgemeinen führt eine Erhöhung des Verhältnisses von Reduktionsmitteln zu Oxidationsmitteln zu einem ähnlichen Anstieg der Qualität des Reduktionsgases und des Kohlenstoffgehaltes des metallisierten Eisens. Mit einem Reduktionsgas mit to einem Reduktionsmittel/Oxidationsmittel-Verhältnis von nahezu 9/1 wird ein Kohlenstoffgehalt von im wesentlichen Null erhalten, wobei das Reduktionsgas eine ausreichende Qualität aufweist, um wirkungsvoll und wirtschaftlich Wüstit in metallisches Eisen umzuwandeln. Obwohl auch bei einem Reduktionsmittel/Oxidationsmittel- Verhältnis kleiner als 9/1 das Eisenerz zu metallischem Eisen reduziert wird, muß doch für diesen Fall zur Reduktion von Wüstit eine größere Gasmenge vorgesehen werden, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Ofens nachteilig beeinflußt wird. Auf der anderen Seite ist es erwünscht, Restmengen an H2O und CO2 den Reduktionsmitteln im Reduktionsgas in einem ausgeglichenen Gleichgewichtsverhältnis zuzusetzen, um eine Wassergas-Verschiebungs-Reaktion innerhalb des Schachtofens zu verhindern. Die ihrer Natur nach exotherme Verschiebungsreaktion könnte u. a. die Temperatur des Reduktionsgases erhöhen und damit ein Zusammenbacken der Pellets verursachen. Bei den oben angegebenen Gaszusammensetzungen ergibt sich ein Verhältnis der Reduktionsmittel zu den Oxidationsmitteln von 9,06/1 bei Einsatz von Schweröl bzw. von 8,91/1 bei Einsatz von Kohle zur Erzeugung des Neugases.
Bei diesen Verhältnissen ist die Eigenwärme bei der endothermen und exothermen Metallisierungsreaktion ausgeglichen, so daß die Temperatur des Reduktionsgases am Einlaß zum Schachtofen den Steuerfaktor zur Erzielung des höchsten Reduktionsgrades bei gleichzeitiger Vermeidung des Zusammenbackens der Pellets darstellt. Diese Temperatur liegt im Bereich von 7040C bis 816°C und beträgt vorzugsweise nahezu 7600C.
Bekannte Vergasereinrichtungen ergeben bei maximalem Wirkungsgrad zur Erzeugung des höchstmöglichen HrVerhältnisses bestenfalls Reduktionsmittelverhältnisse von 0,6 bis 0,8/1 bei Einsatz von Schweröl als externem Brennstoff. Würde Reduktionsgas mit solchen Reduktionsmittelverhältnissen (kleiner als Eins) bei einer Einlaßtemperatur von 7600C in den Schachtofen eingeführt werden, so würde eine exotherme Reaktion vorherrschen; würde diese Reaktion gleichmäßig über dem Ofenquerschnitt auftreten, so hätte das ein Aneinanderheften der Pellets zur Folge. Ein solches Reduktionsgas müßte daher mit geringerer Temperatur eingeführt werden, was einen erheblichen Anstieg der Zeit zur Folge hätte, während derer das Gas Kontakt mit den Pellets haben muß, um diese zu metallischem Eisen zu reduzieren. Daher wäre eine größere Menge Gas über eine längere Zeit erforderlich, um ein geeignetes metallisiertes Endprodukt zu erzeugen; die Wirtschaftlichkeit des Schachtofens wäre dadurch erheblich reduziert.
Würde man versuchen, das Gasgemisch aus dem Befeuchter ohne Reaktion zu erhitzen und in den Reduktionsofen einzuführen, so träte im Schachtofen eine Wassergas-Verschiebungs-Reaktion auf, die exotherme Natur dieser Reaktion innerhalb des Ofens führte zu einem Temperaturanstieg des Gases um 33° bis 360C bei Einsatz von Schweröl bzw. um 42° C bis 45°C bei Einsatz von Kohle; dies könnte zu einem Zusammensintern der Pellets führen.
Erfindungsgemäß wird das überschüssige CO im Gasgemisch außerhalb des Ofens mit einer bestimmten Menge Wasserdampf zur Reaktion gebracht bei einer Temperatur, die etwa gleich der Ofeneinlaßtemperatur ist; dadurch wird ein Reduktionsgas mit vorzüglicher Zusammensetzung erzeugt. Die Temperatur des Reduktionsgases braucht vor seiner Einleitung in den Schachtofen nicht erhöht zu werden. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung liegt daher darin, ein Reduktionsgas bevorzugter Zusammensetzung über eine Wassergas-Verschiebungs-Reaktion in einem Reaktor bei weit höherer Temperatur zu erzeugen, als solche Reaktoren bisher betrieben worden sind, nämlich typischerweise zwischen 316°C bis 427°C, um eine maximale Menge H2 zu erzeugen.
Am beschriebenen Verfahren können verschiedene Veränderungen vorgenommen werden, ohne das Wesen der Erfindung zu verlassen. So kann der Befeuchter 50 eingespart werden, indem der Dampfgehalt des den NO2-Abscheider 40 durchströmenden Gases gesteuert und das Gasgemisch noch in der Heizeinrichtung 60 reformiert wird.
Anstatt das in der Vergasereinrichtung erzeugte Gas in die mit der CO2-Abscheidungsvorrichtung verbundenen Eintrittsleitung 35 einzuführen, könnte dieses Gas auch an jeder anderen Stelle in Strömungsrichtung hinter dem Schachtofen 10 und vor dem CO2-Abscheider eingeleitet werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Reduktion von Erzen in einem Schachtofen, wobei Eisenoxidstücke an einem ersten j Ende in den Schachtofen eingebracht und am entgegengesetzten Ende des Schachtofens im wesentlichen als metallisches Eisen entfernt werden, weiterhin ein in einer Vergasereinrichtung für flüssige oder feste Brennstoffe erzeugtes Reduk- ι υ tionsgas in einen entfernt vom ersten Ende des Schachtofens liegenden Einlaß in diesen eingeführt wird und als Abgas von einem Auslaß des Schachtofens neben dem ersten Ende abgezogen wird; ferner wenigstens ein Teil des Abgases durch eine Kühl- und Reinigungseinrichtung geleitet und dem Schachtofen wieder zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Vergasereinrichtung (30) erzeugte Gas mit dem gekühlten und gereinigten Abgas des Schachtofens (10) vermischt; und das danach erhaltene Gasgemisch dann durch wenigstens eine CO2-Abscheidungsvorrichtung (40) und einen Befeuchter (50) geführt und anschließend auf eine solche Temperatur erhitzt wird, bis sich ein Teil des CO mit einem Teil des H2O des Gasgemisches zu einem Reduktionsgas mit vorbestimmten Anteilen an H2, CO, H2O und CO2 umsetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die CO2-Abscheidungsvorrichtung (40) bei einer Temperatur betrieben wird, bei der im wesentlichen die Gesamtmenge an CO2 aus dem Gasgemisch entfernt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das in einer Heizeinrichtung (60) erhitzte Gasgemisch so lange innerhalb eines Reaktors (70) gehalten wird, bis sich CO mit H2O bis etwa zum Gleichgewichtszustand umgesetzt hat.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Reduktionsgas hinter dem Reaktor (70) eine geregelte Menge des in Strömungsrichtung hinter der CO2-Abscheidungsvorrichtung (40) und vor der Heizeinrichtung (60) abgezweigten Gasgemisches zugeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur auf die das erhitzte Gasgemisch im Reaktor (70) gebracht wird, mittels der in der Heizeinrichtung (60) zugeführten Wärme und dem im Befeuchter (50) zugeführten Wasserdampf so gesteuert wird, daß diese Temperatur nahezu der angestrebten Temperatur des Reduktionsgases am Gaseinlaß des Schachtofens (10) entspricht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der aus dem Reaktor (70) austretenden Reduktionsgases zwischen 760° C und 87 Γ C gehalten wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des in den Schachtofen (10) eintretenden Reduktionsgases zwischen 704° C und 816° C gehalten wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Schachtofen (IC) zugeführte Reduktionsgas ein Reduktionsmittelverhältnis H2/CO von (1,0 bis 2,0)/l und ein minimales Verhältnis von Reduktionsmittel zu Oxidationsmittel (H2+ CO)/(H2O +CO2) von nahezu 9/1 aufweist.
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