DE2657249B2 - Verfahren zur Weiterverwendung von Rohgichtgas - Google Patents
Verfahren zur Weiterverwendung von RohgichtgasInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Weiterverwemiung
von Rohgichtgas innerhalb der Kokerei eines Hüttenwerks, in welchem entweder nach dem
konventionellen Hochofenprozeß und/oder nach dem Direktreduktionsverfahren Eisenerz reduziert wird.
Nach der DE-PS 966096 wird das aus dem Hochofen
kommende Mischgas nach Staubabscheidung und Ciasreinigung als Brenngas zu Verbraucherstellen
des allgemeinen Hüttenwerkbetriebes geführt.
Aus »Stahl und Eisen« 93(1973) 22. I ('05 bis K)I I
und 87 (1967) 8,442 bis 449, ist es ebenfalls lediglich
bekannt. Hochofengas als Brenngas einzusetzen.
In der älteren Patentanmeldung P 2638348 ist bei einem Verfahren zur direkten Weiterverarbeitung von
"> Koksofenrohgas durch partielle Oxidation mit Hilfe von Sauerstoff, mit Sauerstoff angereicherter Luft
oder anderen Sauerstoff enthallenden Gasgemischen und damit Umwandlung in ein Reduktionsgas, welches
in dem Schachtofen eines mit dei Kokerei intern grierten Hüttenwerks verwendet wird, avich vorgeschlagen
worden, das Gichtgas des Schachtofens unter anderem zur Beheizung, d. h. als Unterfeuerungsgas,
einer Kohlevorerhitzungsanlage zu verwenden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- > gründe, das Gichtgas einer allgemeineren, wirtschaftlicheren Nutzung zuzuführen, also nicht nur solches Gichtgas zu verwenden, welches aus einem Schachtofen stammt, dem das Reduktionsgas von einer Kokerei zugeführt wird, welches aufgrund direkter Um-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- > gründe, das Gichtgas einer allgemeineren, wirtschaftlicheren Nutzung zuzuführen, also nicht nur solches Gichtgas zu verwenden, welches aus einem Schachtofen stammt, dem das Reduktionsgas von einer Kokerei zugeführt wird, welches aufgrund direkter Um-
'Ii wandlung des heißen Koksofenrohgases entstanden
ist, und insbesondere nicht nur zur Beheizung, d. h. Verbrennung und Erzeugung von Rauchgas, einer
Kohlenvorerhitzungsanlage.
Diese Aufgabe wird im kennzeichnenden Teil des
-> Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch, daß das Rohgichtgas noch heiß in die Kohlevorerhitzungsanlage geleitet wird, kann dessen
Wärmeinhalt in' iptimaler Weise für den Verkokungsprozeß ausgenutzt werden, ohne daß es als Brenngas
i» verloren geht. Darüber hinaus wird eine besondere
Gasentstaubung und -reinigung für das Gichtgas entbehrlich. Während bei einem Schachtofen (Dircktrcduktion)
und einer Vorerhitzungsanlage die Abgase üblicherweise je für sich gereinigt werden müssen,
ι ί kann man bei dem vorliegenden Verfahren die Anlagenkosten
dadurch verringern, daß man das bei der Vortrocknung als auch das bei der Vorerhitzung entstehende
Abgas, also im Endeffekt das für Vortrocknung und Vorerhitzung verwendete Gichtgas und
"i Rauchgas, gemeinsam endreinigt.
Wenn die Kohlevorerhitzung zweistufig erfolgt, indem die Kokskohle zunächst vorgetrocknet und dann
erhitzt wird, so verwendet man nach der Erfindung das heiße Rohgichtgas vorzugsweise direkt zur Vor-
i'i trocknung und/oder Erhitzung der Kokskohle. Die
zweistufige Kohlevorerhitzung ist aus »Glückauf« 109 (1973) 6, 348 bis 354, an sich bekannt.
Wenn das zur Verfugung stehende heiß Rohgichtgas zur vollständigen Vortrocknung und Erhitzung der
>'i Kokskohle niciit ausreicht, so kann man das heiße
Rohgichtgas bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens lediglich zur Vortrocknung veiwenden
und zur Erhitzung ein Wärmeträgergas, welches aus der Verbrennung eines Brenngases, z. B.
>'i eines bereits gekühlten und gereinigten Gichtgases
entsteht, verwenden oder umgekehrt.
Es ist weiter zur Verringerung der Anlagekosten zweckmäßig, die bei der Vortrocknung und bei der
Vorerhitzung entstehenden Abgase vor der Endreini-
wi gung in vorgegebenen Anteilen zu mischen.
Zur Beseitigung des Wasserdampfes der Abgase sollten diese bei der gemeinsamen Endreinigung zur
Kondensation des Wasserdampfes auch gekühlt werden.
tu Wenn man das, beispielsweise als Abgas der Vortrocknung
anfallende Gichtgas und das, beispielsweise als Abgas der Vorerhitzung anfallende Rauchgas in
einem Verhältnis mischt, daß das daraus entstehende
Mischgas in seiner Zusammensetzung etwa dem herkömmlichen Mischgas aus Hochofengichtgas und
Koksofengas entspricht, so kann man dieses Mischgas wieder als Unterfeuerungsgas für die Koksofenbatterien
und/oder die Kohlevorerhit2ungsanlage selbst verwenden, ohne daß eine Veränderung der Koksofenanlage
erforderlich ist, was bei der Verwendung von Direktreduktionsgichtgas als Unterfeuerungsgas
alleine wegen dessen relativ hohen Heizwertes erforderlich wärr.
Hierbei kann es auch zweckmäßig sein, dem Mischgas ein Fremdgas, vorzugsweise Fremdrauchgas, beizumischen,
um die gewünschte Qualität des Mischgases zu erhalten.
Das so erzeugte Mischgas kann man auch als Brenngas in der Vorerhitzungsanlage selbst einsetzen.
Anhand der Zeichnung werden Durchführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 schematisch eine Kohlevorerhitzungsanlage,
welche als ganze nach dem erfindungsgemäßen Verfahren direkt mit heißem Rohgichtgas aus der Direktredüktiors
von Eisenerz a!s Wärmeträgergas betrieben wird, und
Fig. 2 schematisch eine Kohlevorerhitzungsanlage, welche mit heißem Rohgichtgas aus der Direktreduktion
von Eisenerz als Wärmeträgergas für die Trocknerstufe und mit Rauchgas aus Mischgas und/oder
Gichtgas aus der Direktreduktion von Eisenerz als Wärmeträgergas für die Erhitzungsstufe betrieben
wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Weiterverwendung von Direktreduktionsgichtgas wird im folgenden
am Beispiel einer zweistufigen Vorerhitzungsanlage für Kokskohle beschrieben. Das erfindungsgemäße
Verfahren ist jedoch auch für jedes andere Kohlevorerhitzungsverfahren anwendbar.
Bei der nachfolgenden Beschreibung eines Durchführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Verfahrens
anhand der scjiematisch dargestellten Anlagen
wird davon ausgegangen, daß eine Kokskohle mit ca. 10% Fechte auf ca. 200° C vorerhitzt wird. Je nach
Kohlenfeuchte und erwünschter Vorerhitzungstemperatur sind daher die angegebenen Zahlenwerte zu
variieren.
Die feuchte Kohle α wird mittels eines Transportsystems einem Aufgabebunker 1 zugeführt, über eine
Dosiervorrichtung dosiert und Mittels einer Aufgabeschleuder in ein erstes Flugstromrohr 2 (die sogenannte
Trocknerstufe) eingespeist. Mit heißem Wärmeträgergas, als welches man nach der Erfindung
heißes Rohgichtgas i:i verwendet, das nach Fig. 1 bereits
in einem zweiten Flugstromrohr 4 (der sogenanntem Erhitzungsstufe) auf ca. 280 J C abgekühlt
wurde, wird die Kohle im Flugstrom bis auf ca. 5r/c
Feuchte getrocknet und auf ca. 80° C erwärmt. Am oberen Ende aes Flugstromrohrcs 2 wird die vorgetrocknete
Kohle in einem Zyklon 3 abgeschieden und gelangt durch Schwerkraft zum Fuß des zweiten Flugstromrohres
4, in welches sie ebenfalls durch eine Aufgabeschleuder eingegeben wirü. In dem Flugstromrohr
4 wird die vorgetrocknete Kokskohle auf ca. 200° C erhitzt. Hierzu verwendet man das heiße
Rohgichtgas /«,welchesaus einem Reduktionsofen 8
stammt, welcher mit oxidischen Eisenpellets 9 und einem gegebenenfalls aus einer Kokerei stammenden,
und nach dem Verfahren gemäß DE-OS 2638348 erzeugten
Reduktionsgas / beschickt wird. Das heißv
Rohgichtgas in wird 'idiglich in einem Zyklon 17 vorgereinigt
und in einem Gichtgasgebläse 7 zwischenverdichtet, bevor es in das Flugstromrohr 4 unten eingeführt
wird. Im Flugstromrohr 4 erleidet das heiße Rohgichtgas einen Temperaturverlust von ca. 170J C,
so daß in dem nachfolgenden Flugstromrohr 2 die feuchte Kohle sehr schonend vorgetrocknet wird. Am
oberen Ende des Flugstromrohres 4 ist die Kokskohle bei einer Temperatur von 200° C vollständig getrocknet.
Nach Abscheidung in einem Erhitzerzyklon S wird die Kohle anschließend über einen Mischer 6 und
einen Kettenförderer 11 in einem Vorratsbunker 12 gesammelt und einem nachgeschalteten Meßbunker
13 zugeführt, der das Fassungsvermögen einer Ofencharge besitzt. Die vorerhitzte Kohle b wird von dem
Meßbunker 13 aus über einen Zwischenkettenförderer 14, einen Füllredler 15 und einer Rutsche 16 dem
Koksofen zugeführt. Das aus dem Zyklon 3 stammende Vortrocknungsabgas r (Gichtgas) wird in einem
Staubabscheider 9 gereinigt. Der Staubabschei-
i der 9 ist als Naßwascher ausgebildet, wozu eine Umwälzpumpe 10 des Waschwf^sers (e-k) vorgesehen
ist. Das Gichtgas wird hierdurch gleichzeitig gekühlt und etwa vorhandener Wasserdampf kondensiert. Hierdurch entsteht kaltes gereinigtes Direktre-
i duktionsgichtgas c. Während also normalerweise das
den Schachtofen der Direktreduktion \ erlassende Gichtgas anschließend direkt von ca. 400" C auf Umgebungstemperatur
gekühlt werden muß. wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Großteil der
ι Wärmeenergie des Gichtgases für die Kohlevorerhitzung
ausgenutzt.
Während bei der in Fig. 1 dargestellten Anlage zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens das
Gichtgas nacheinander den Flugstromerhitzer 4 und
, den Flugstromtrockner 2 durchströmt, um unter Ausnutzung
des Gegenstromprinzips in dem Flugstromtrockner 2 eine relativ niedrige Temperatur zu erhalten,
kann das heiße Rohgichtgas dem Flugstromerhitzer 4 und dem Flugstromlrockner 2 auch parallel
ι zugeführt werden. Die gewählte Gasführung richtet
sich im wesentlichen sowohl nach den eingebrachten Gas- und Wärmemengen als auch nach der einzustellenden
Kohle vorerhitzungstemperatur.
Sollte die mit dem Direktreduktionsgichtgas einge-
> brachte fühlbare Wärme für den Vortroeknungs- und
Erhitzungsprozeß nicht ausreichen, μ wird das erfindungsgemäße
Verfahren mit einer in Fig. 2 abgeänderten Anlage ausgeführt. Hierbei wird das heiße vorgereinigte
und zwischenverdichtete Rohgichtgas m
ι lediglich dem Flugstromtrockner 2 zugeführt. Zur Erhitzung
der Kokskohle in dem Flugstromerhitzer 4 wird ein Wärmt-trägergas ι verwendet, welches in einer
Brennkammer 19 erzeugt wird. Die erforderliche Verbrennungsluft /i wird der Brennkammer 19 mit
, Hilfe ein^s Verbrennungsluftgeblases 20 zugeführt.
Das Abgas (Gichtgas) r des Trocknerzyklons 3 und das Abgas (Rauchgas) s des Erhitzerzyklons 5 werden
in einem Gasmischer 18 gemischt und erst dann dem Staubabscheider 9 zugeführt. In dem Staubabschei-
i der 9 wird das Mischgas endgereinigt und gekühlt und
als gekühltes, gereinigtes Mischgas υ abgegeben. Dieses Mischgas ο kann zur Unterfeuerung beispielsweise
des Koksofens der integrierten Kokerei verwendet werden. Zu diesem Zweck kann man zur Einstellung
> des richtigen Gemisches auch ein Fremdgas /, beispielsweise
ein F.^mdrpuchgas zumischen. Einen Teil
des Mischgases <? kann man auch als Rückführungsmischgas ρ über ein Gebläse 21 der Brennkammer
19 als Brenngas zuführen. Dem Rückführtingsmisch
gas /; kann dabei auch ein Anteil des Rohgichtgases m
vordem Gebläse 21 zugemischt werden. Zur Einstellung der richtigen Temperatur des Wärmeträgergases
ι ist bei dieser Anlage auch vorgesehen, daß ein Teil des Abgases (Rauchgases) s des Erhitzcrzyklons
S als Rückbrüden q der Brennkammer 19 zugeführt wird. Auf diese Weise kann die Temperatur des
Wärmeträgergases I am Eintritt der Erhitzerstufe 4 eingestellt werden. Das Gebläse 21 dient der erforderlichen
Zwischenverdichtung des Mischgases p.
Die Anlage nach Fig. 2 gewährleistet eine sehr
wirtschaftliche und variable Verfahrensweise, insbesondere auch deswegen, weil im Endeffekt sowohl das
Abgas s (Rauchgas) als auch das Rohgichtgas r in einem
einzigen Staubabscheider 9 gemeinsam endgereinigt wird. Die Mischung des Gichtgases r und des
Rauchgases ν in dem Gasniisehcr 18 hat nicht nur den Zweck, einen Anlagenteil. nämlich einen Staubabscheider
9, vollständig einzusparen; durch die Mischung kann bei Einstellung der richtigen Verhältnisse
auch ein Mischgas erzeugt werden, welches dem herkömmlichen, zur Unterfcucrung von Koksofenhattei
ien verwendelen Mischgas aus Hochofengichtgas und
Kokereigas ähnlich ist. Zu diesem Zweck kann man gegebenenfalls das Fremdrauchgas / beimischen. Die
Erzeugung eines solchen Mischgases ist besonders dann wichtig, wenn, wie in der Patentanmeldung I'
2<S3K34K vorgeschlagen, in einem Hüttenwerk das
anfallende Koksofenrohgas für die Erzeugung von Reduktionsgas voll verwendet wird und damit kein
gereinigtes Koksofengas für Unterfeuerungszwecke
mehr zur Verfügung steht. Es wäre /war technisch möglich, das Direktreduktionsgichtga:-. das im Heizwert
zwischen Koksofengas und herkömmlichem Hochofenmischgas liegt, zur Unterfeuerung des
Koksofens zu geben. Dies würde jedoch eine andere Auslegung und Aufteilungder Regeneratoren für eine
Koksofcnbattcric bedeuten. Aus diesem Grunde isl die Hereitstellung eines Misehgases. das dem herkömmlichen
Mischgas ahnlich und mit diesem austauschbar ist. besonders vorteilhaft. Das notwendige
Mischungsverhältnis kann in dem Gasmischer 18 und gegebenenfalls unter Zugabe von Fremdrauchgas
ohne Schwierigkeiten eingestellt werden. Die Pro duktion von Mischgas aus Direktreduktionsgichtgai
und Rauchgas aus der erfindungsgemäßen Kohlevorerhitzungsanlage oder einer anderen Rauchgasquelk
ist sowohl bei Neuanlagen als auch bei der Erweiterung oder Umstellung auf das in der Anmeldung F
2638 348 vorgeschlagene Verfahren zur direkter Weiterverarbeitung von Koksofengas technisch vor
Bedeutung, da damit in keinem Fall in die Verfahrenstechnik und Konstruktion des Koksofens eingegriffen
werden muß.
Die übrigen Teile dei in Fig. 2 dargestellten Anlagt
haben die gleiche Aufgabe, wie die entsprechendei
Anlagenteile der Fig. 1.
He/ugs/eichcnliste
1 | Aufjiahehunkef für | (I | Naßkohle |
Naßkohle | b | vorerhitzte Kohle | |
2 | Flugstromtroekner | C | kaltes gereinigtes |
3 | Trocknerzyklon | Gichtgas | |
4 | Fl ugst romer hitzer | J | Staub |
5 | Erhitzcrzyklon | V | Wasch wasscrei η tritt |
6 | Mischer | f | Quenchwasser |
7 | Gichtgasgebläse | oxidischc Eisenerz | |
8 | Reduktionsofen | pellets | |
9 | Staubabscheider | h | metallisierte Pellets |
10 | V Jm wälzpumpe | i | Reduktionsgas |
11 | Kettenförderer | k | Waschwasseraustritt |
12 | Vorratsbunker | ! | Fremdrauchgas |
13 | Meßbunker | /n | heißes Rohgichtgas |
14 | Zwischenketten | η | Verbrennungsluft |
förderer | O | Mischgas | |
15 | Füllredler | P | Rückführungsmisch |
16 | Rutsche | gas | |
17 | Zvklon | H | Rückbrüden |
18 | Gasmischer | r | Vortrocknungsabgas |
19 | Brennkammer | S | Erhitzungsabgas |
20 | Verbrennungsluft- | ||
gebläse | |||
21 | Rückführungsmisch- | ||
gasgcbläse |
Hierzu 2 Ul.itt Zeichnungen
Claims (7)
- Patentansprüche:!. Verfahren zur Weiterverwendung von Rohgichtgas innerhalb der Kokerei eines Hüttenwerks, in welchem entweder nach dem konventionellen Hochofenprozeß und/oder nach dem Direktreduktionsverfahren Eisenerz reduziert wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die fühlbare Wärme des den Schachtofen (8) verlassenden heißen Rohgichtgases (m), direkt oder indirekt, für die Kohlevorerhitzung (2, 4) verwendet.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kokskohle zunächst vorgetrocknet und dann erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man das heiße Rohgichtgas (m) direkt zur Vortrocknung (2) und/oder Erhitzung (4) der Kokskohle (α) verwendet.
- 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das heiße Rohgichtgas (/n) zur Vorirocknung (2) verwendet und zur Erhitzung (4) ein Wärmeträgergas (/), welches aus der Verbrennung eines Brenngases, z. B. eines bereits gekühlten und gereinigten Gichtgases, entsteht, verwendet, oder umgekehrt.
- 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die bei der Vortrocknung (2) und bei der Vorerhitzung (4) entstehenden Abgase (r, s) vor der Endreinigung in vorgegebenen Anteilen mischt (18).
- 5. Verehren nach einem der Ansprüche 2 bis4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Abgase (r, s) bei der gemeinsamen Endreinigung (9) zur Kondensation von Wasserdampf kühlt (10).
- 6. Verfahren nach einer:, der Ansprüche: 3 bis5, dadurch gekennzeichnet, daß man das., beispielsweise als Abgas (r) der Vortrocknung (2), anfallende Gichtgas und das, beispielsweise als Abgas (s) der Vorerhitzung (4), anfallende Rauchgas in einem Verhältnis mischt, daß das daraus entstehende Mischgas (o) in seiner Zusammensetzung etwa dem herkömmlichen Mischgas aus Hochofengichtgas und Koksofengas entspricht.
- 7. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Mischgas (o) ein f-'remdgas, vorzugsweise Fremdrauchgas beimischt.X. Verfahren nach einem der Ansprüche .1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Brenngas, vorzugsweise /wischenverdichtetes (21), prozeßeigenes Rückführiingsmischgas (/;) verwendet.
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