DE2526737A1 - Verfahren zur reduktion von eisenerz - Google Patents

Verfahren zur reduktion von eisenerz

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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reduzieren von Erzen, und richtet sich insbesondere auf ein Verfahren zur direkten Reduktion der Erze, insbesondere Eisenerze, in einem Wirbelbettreaktor. Viele Verfahren sind für die direkte Reduktion von Erzen in Wirbelbettreaktoren bekannt, welche Gas oder Gasgemische zum Reduzieren des Erzes und Fluidisieren des Bettes benutzen.
Das reduzierende und fluidisierende Gas wird in besonderen Anlagen, insbesondere nach dem Dampfreformierungsverfahren, ausgehend von Kohlenwasserstoffen und Wasserdampf hergestellt. Dieses Verfahren erfordert jedoch gesonderte Anlagen für die Gasproduktion ,und die sind sehr teuer, wodurch in beachtlicher Weise die Kosten des Endproduktes sich erhöhen.
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Ein anderer bekannter Weg zum Herstellen der reduzierenden &ase umfaßt die Teilverbrennung von Rohölen und anderen höheren Kohlenwasserstoffen. Auch wurde bereits vorgeschlagen, ein unterstöchiometrisches Gemisch aus Kohlenwasserstoffen und Luft direkt in das reduzierende Bett einzuführen. Obwohl bei dieser Praxis auf die teueren, früher zur Herstellung der reduzierenden Gase erforderlichen Anlagen verzichtet werden kann, so hat diese doch ihre Nachteile, beispielsweise hinsichtlich des Schwefelgehaltes des Öls, wodurch das erzeugte Metall verunreinigt wird; sowie der Tatsache, daß ein Teil des Kohlenwasserstoffes krackt und Kohlenstoffruß direkt im reduzierenden Bett erzeugt; und der Tatsache, daß der in der verwendeten Luft enthaltene Stickstoff in der Anlage sich aufbaut bzw. ansammelt.
Erfindungsgemäß sollen diese Nachteile vermieden werden und eine direkte Reduktion von Erzen in Wirbelbetten in preiswerter Weise ohne die Möglichkeit, daß das erzeugte Metall durch Schwefel verunreinigt wird, vorgeschlagen werden χ
Nach der Erfindung werden Erze, insbesondere Eisenerze, direkt in einem mehrstufigen Wirbelbettreaktor reduziert, in welchem die reduzierenden und fluidisierenden Gase die Produkte einer Teilverbrennung von Methan mit Sauerstoff sind, wobei die Gase in einer Zwischenzone des Reduzierturmes oberhalb der Stufe oder Stufen, wo die abschließende Metallisation bzw. Metallbildung stattfindet, eingeführt werden. Das Verfahren wird bei Drücken zwischen 1 und 5 Atmosphären durchgeführt; Methan und Sauerstoff werden in substöchiometrischen Anteilen einer Brennkammer zugeleitet, deren Auslaß mit dem Reaktor in einer Zone verbunden ist, die beispielsweise zwischen dem letzten und dem vorletzten Reduktionsbett sich befindet. In der Reduktionskammer reagiert das Methan mit
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dem Sauerstoff unter Erzeugung von Kohlenmonoxid, Wasserstoff und Wasser sowie einem kleinen Anteil Kohlendioxid. Ein Teil des Methans, im allgemeinen weniger als 10%, verbleibt unverbrannt und zirkuliert in den Reaktoren, ohne daß sich hieraus ein Schaden oder eine Störung ergäbe. Das so erzeugte Gas zusammen mit dem aus den unteren Stufen der Metallherstellung (wörtlich: metallization) kommende Gas tritt durch die oberen Betten, wo das Erz sich in einem niedrig reduzierten Zustand befindet. So behindern die vorhandenen Mengen an GO2 und HgO nicht den Fortschritt dieser Phase des Reduktions Verfahrens. Sobald einmal das reduzierende Gas durch den Reaktor geströmt und an dessen Kopf ausgetreten ist, werden Staub und Wasser, die es aufgenommen hat, abgetrennt und das GO2 beseitigt; anschließend wird das Gas wieder erwärmt und dem letzten reduzierenden Bett zugeleitet.
Auf diese Weise wird das reduzierende Gas, welches im wesentlichen aus GO und Hp besteht, genau in die Zone geführt, wo das Vorhandensein eines reinen reduzierenden Gases am notwendigsten ist, wodurch das Erzreduktionsverfahren vervollständigt wird. Der in der Teilverbrennungskammer erzeugte (Kohlenstoff) Ruß kann entfernt werden, bevor er durch das Gitter in dem darüber befindlichen Wirbelbett eintritt.
Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung soll nun mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert werden, die schematisch eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung zeigt.
Nach der Erfindung werden Methan und Sauerstoff über die Rohre 12 und 13 einer Brennkammer 6 zugeführt, wo das Methan teilweise mit Sauerstoff, der in substöchiometrischen Mengen zugeführt wird, verbrannt wird. Von den
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heißen aus der Verbrennung kommenden Gasen wird Kohlenstoffruß abgestreift, und diese werden dann einer Kammer 7 zwischen den Betten 2 und 3 des Reaktors 1 zugeleitet. Der prozentuale Yolumenanteil der Gase beträgt an: H2: 45 - 53; GO: 28 - 33; GO2: 8-4; H2O: 9-4; und GH.: 5-2. In dieser Kammer werden sie mit den durch die Kammer 14 im Kreislauf rückgeführten Gasen vermischt, welche durch das letzte der Metallherstellung dienende Bett 2 getreten sind, wodurch die Reduktion des Ballastes abgeschlossen wird. Das so erhaltene Gemisch geht nach oben zur Fluidisierung und Reduzierung des in den Betten 3 und 4 bzw. 5 enthaltenen Erzes und reichert sich an GO2 und HrjO an, um in jeder Reduktionsstufe ärmer an GO und H2 zu werden. Das Gasgemisch verläßt den Reaktor durch das Rohr 15 und wird im Zyklon 16 entstaubt und wird dann zum Wärmeaustauscher 8, wo es gekühlt wird, geführt.
Von hier wird das Gas an die Einheiten 9 und 10 gegeben, wo Wasser und Kohlendioxid jeweils abgestreift werden. Dann wird ein Teil des gereinigten Gases bei 18 abgeblasen, während der Rest im Kreislauf über die Einheit 8 rückgeführt wird, wo es durch das den Reaktor 1 durch das Rohr verlassende Gas vorgewärmt wird. Aus dem Wärmeaustauscher wird das Gas. zum letzten Wärmeofen 11 geführt, aus dem es wieder in den Reaktor 1 bei 14 eintritt. Das Erz wird dem Reaktor 1 über die Aufgabe 17 zugeführt und es durchsetzt die Betten in der Reihenfolge 5, 4, 3 und 2 im Gegenstrom zum fluidisierenden und reduzierenden Gas. Aus dem letzten reduzierenden Bett 2, auch als letztes Metallisationsbett bzw. Metallherstellungsbett bekannt, wird das Produkt mit einem Reduktionsgrad, der über 93 % liegt, ausgetragen.
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BEISPIEL
Eisenerz mit insgesamt 65 $ Fe mit einer mittleren Korngröße von 1 mm wird einem vierstufigen reduzierenden Wirbelbett*urmofen zugeführt. Zwischen der letzten Stufe, der letzten Metallisationsstufe, und der vorletzten Stufe wird Verbrennungsgas mit der folgenden Zusammensetzungj H2 : 50,3; CO: 31,6; GO2: 6,Ij H2O: 7,4 und CH.: 4,6 Volumenprozent, das durch Teilverbrennung von Methan und Sauerstoff in einem volumetrischen Verhältnis von 1 : 0,7 erhalten wurde, unter das Gitter der vorletzten Wirbelbettätife eingeführt. Die Gase werden vermischt mit denen, die aus der letzten Stufe kommen und das resultierende Gemisch hat die folgende Zusammensetzung: H2: 53,4; CO: 18,3; CO2: 1,9; H2O : 4,4 und CH.: 17,0 Volumenprozent.
Die aus der Reduktion des Erzes in den oberen Wirbelbetten kommenden und den Reaktor oben verlassenden Gase werden befreit von Staub, H2O und CO2 und werden im Kreislauf zum letzten Metallisationsbett rückgeführt, wo die Reduktion des Ballastes abgeschlossen wird, feinkörniges Schwammeisen mit einem Reduktionsgrad von 95,4 # wird aus dem Reaktor ausgetragen.
Anspruch
5098 5 1/0891

Claims (1)

  1. Case: C 35 £526737
    - 6 ANSPRUCH
    Verfahren zur Reduktion von Eisenerzen in mehrstufigen Wirbelbettreaktoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase durch Verbrennung von Methan mit Sauerstoff in substöchiometrJteDhen Anteilen in einer besonderen Brennkammer hergestellt werden, wonach sie einer Zwischenzone des reduzierenden Turmofens oberhalb der Stufe oder den Stufen, auf denen die abschließende Metallisation bzw. Metallherstellung stattfindet, zugeführt werden, wobei diesen letztgenannten Stufen Gas, das den reduzierenden Turmofen nach Abstreifen des in ihm enthaltenen CO» und H2O, verläßt, zugeführt wird.
    509851/0891
DE19752526737 1974-06-17 1975-06-14 Verfahren zur Reduktion von Eisenerz Expired DE2526737C3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT5156674 1974-06-17
IT5156674A IT1013498B (it) 1974-06-17 1974-06-17 Procedimento per la riduzione di minerali di ferro

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2526737A1 true DE2526737A1 (de) 1975-12-18
DE2526737B2 DE2526737B2 (de) 1977-03-03
DE2526737C3 DE2526737C3 (de) 1977-10-20

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0571358A1 (de) * 1992-05-22 1993-11-24 Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh Verfahren zur Direktreduktion von teilchenförmigem eisenoxidhältigen Material
DE19529137A1 (de) * 1995-08-08 1997-02-13 Jaehnke Klaus Peter Gesäßwaschbrille mit intregierter Frischwasserdüse und Vorrichtungen als Nachrüstsatz für die Genitalwäsche im WC-Bereich

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AT402937B (de) * 1992-05-22 1997-09-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren und anlage zur direktreduktion von teilchenförmigem eisenoxidhältigem material
DE19529137A1 (de) * 1995-08-08 1997-02-13 Jaehnke Klaus Peter Gesäßwaschbrille mit intregierter Frischwasserdüse und Vorrichtungen als Nachrüstsatz für die Genitalwäsche im WC-Bereich

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FR2274693A1 (fr) 1976-01-09
DE2526737B2 (de) 1977-03-03
US3985547A (en) 1976-10-12
NL7507220A (nl) 1975-12-19
BE830255A (fr) 1975-10-01
GB1476821A (en) 1977-06-16
IT1013498B (it) 1977-03-30
FR2274693B1 (de) 1977-07-22

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