DE2657249C3

DE2657249C3 - Verfahren zur Weiterverwendung von Rohgichtgas

Info

Publication number: DE2657249C3
Application number: DE2657249A
Authority: DE
Inventors: Joachim F. Ing.(Grad.) 5628 Heiligenhaus Meckel
Original assignee: Didier Engineering 4300 Essen GmbH
Current assignee: Didier Engineering 4300 Essen GmbH
Priority date: 1976-12-17
Filing date: 1976-12-17
Publication date: 1980-09-04
Also published as: JPS5381501A; BR7708356A; DD133569A5; CH634345A5; AU512808B2; AU3150077A; ATA902677A; SE7713819L; FR2374400B1; DE2657249B2; ES465002A1; ZA777247B; AT363966B; SU822758A3; NL7714011A; CA1101204A; GB1593527A; DE2657249A1; PL120652B1; PL202979A1

Description

Die Erfindung betrifft ein 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.

Nach der DE-PS 966096 wird das aus dem Hochofen kommende Mischgas nach Staubabscheidung und Gasreinigung als Brenngas zu Verbraucherstellen des allgemeinen Hüttenwerkbetriebes geführt.

Aus »Stahl und Eisen« 93 (1973)22. 1005 bis 1011

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 enthaltenden Gasgemischen und damit Umwandlung in ein Reduktionsgas, welches in dem Schachtofen eines mit der Kokerei integrierten Hüttenwerks verwendet wird, auch vorgeschlagen worden, das Gichtgas des Schachtofens unter anderem zur Beheizung, d. h. als Unterfeuerungsgas, einer Kohlevorerhitzungsanlage zu verwenden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, 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 Umwandlung 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 optimaler Weise für den Verkokungsprozeß ausgenutzt werden, ohne daß es als Brenngas verloren geht. Darüber hinaus wird eine besondere Gasentstaubung und -reinigung für das Gichtgas entbehrlich. Während bei einem Schachtofen (Direktreduktion) und einer Vorerhitzungsanlage die Abgase üblicherweise je für sich gereinigt werden müssen, 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 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 Vortrocknung und/oder Erhitzung der Kokskohle. Die zweistufige Kohlevorerhitzung ist aus »Glückauf« 109 (1973) 6, 348 bis 354, an sich bekannt.

Wenn das zur Verfügung stehende heiß Rohgichtgas zur vollständigen Vortrocknung und Erhitzung der Kokskohle nicht ausreicht, so kann man das heiße Rohgichtgas bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens lediglich zur Vortrocknung verwenden und zur Erhitzung ein Wärmeträgergas, welches aus der Verbrennung eines Brenngases, z. B. 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 vorder Endreinigung in vorgegebenen Anteilen zu mischen.

Zur Beseitigung des Wasserdampfes der Abgase sollten diese bei der gemeinsamen Endreinigung zur Kondensation des Wasserdampfes auch gekühlt werden.

Wenn man das, beispielsweise als Abgas der Voriiocknung 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 Kolsofenbatterien und/oder die Kohlevorerhitzungsanlage 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 war?:.

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 Kohle vorerhitzjngsanlage, welche als ganze nach dem erfindungsgemäßen Verfahren direkt mit heißem Rohgichtgas aus der Direktreduktion von Eisenerz als Wärmeträgergas betrieben wird, und

Fig. 2 schematisch eine Kohlevorerhitzungsanlage, weiche 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 schematisch dargestellten Anlagen wird davon ausgegangen, daß eine Kokskohle mit ca. 10% Feuchte 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 m verwendet, das nach Fig. 1 bereits in einem zweiten Flugstromrohr 4 (der sogenannten Erhitzungsstufe) auf ca. 280° C abgekühlt wurde, wird die Kohle im Flugstrom bis auf ca. S% Feuchte getrocknet und auf ca. 80° C erwärmt. Am oberen Ende des Flugstromrohres 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 wird. In dem Flugstromrohr 4 wird die vorgetrocknete Kokskohle auf ca. 200° C erhitzt. Hierzu verwendet man das heiße Rohgichtgas m, weichesaus 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 heiße Rohgichtgas m wird lediglich 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 Temperaturveriust von ca. 170° 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 5

ι ο 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 Staubabscheider 9 ist als Naßwascher ausgebildet, wozu eine Umwälzpumpe 10 des Waschwassers (e-k) vorgesehen ist. Das Gichtgas wird hierdurch gleichzeitig gekühlt und etwa vorhandener Wasserdampf kondensiert. Hierdurch entsteht kaltes gereinigtes Direktreduktionsgichtgas c. Während also normalerweise das den Schachtofen der Direktreduktion verlassende Gichtgas anschließend direkt von ca. 400° C auf Umgebungstemperatur gekühlt werden muß, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Großteil der

jo 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

υ 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 Flugstromtrockner 2 auch parallel

•in zugeführt werden. Die gewählte Gasführung richtet sich im wesentlichen sowohl nach den eingebrachten Gas- und Wärmemengen als auch nach der einzustellenden Kohlevorerhitzungstemperatur.

Sollte die mit dem Direktreduktionsgichtgas einge-

■Γ) brachte fühlbare Wärme für den Vortrocknungs- und Erhitzungsprozeß nicht ausreichen, so wird das erfindungsgemäße Verfahren mit einer in Fig. 2 abgeänderten Anlage, ausgeführt. Hierbei wird das heiße vorgereinigte und zwischenverdichtete Rohgichtgas m

-,ο lediglich dem Flugstromtrockner 2 zugeführt. Zur Erhitzung der Kokskohle in dem Flugstromerhitzer 4 wird ein Wärmeträgergas t verwendet, welches in einer Brennkammer 19 erzeugt wird. Die erforderliche Verbrennungsluft η wird der Brennkammer 19 mit

v> Hilfe eines Verbrennungsluftgebläses 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-

bü der 9 wird das Mischgas endgereinigt und gekühlt und als gekühltes, gereinigtes Mischgas ο abgegeben. Dieses Mischgas ο kann zur Unterfeuerung beispielsweise des Koksofens der integrierten Kokerei verwendet werden. Zu diesem Zweck kann man zur Einstellung

b5 des richtigen Gemisches auch ein Fremdgas /, beispielsweise ein Fremdrauchgas zumischen. Einen Teil des Mischgases ο kann man auch als Rückführungsmischgas ρ über ein Gebläse 21 der Brennkammer

19 als Brenngas zuführen. Dem Rückführungsmischgas ρ kann dabei auch ein Anteil des Rohgichtgases m vor dem Gebläse 21 zugemischt werden. Zur Einstellung der richtigen Temperatur des Wärmeträgergases t ist bei dieser Anlage auch vorgesehen, daß ein Teil des Abgases (Rauchgases) s des Erhitzerzyklons S als Rückbrüden q der Brennkammer 19 zugeführt wird. Auf diese Weise kann die Temperatur des Wärmeträgergases t 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 s in dem Gasmischer 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 Unterfeuerung von Koksofenbatterien verwendeten 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 P 2638348 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 zwar technisch möglich, das Direktreduktionsgichtgas, das im Heizwert zwischen Koksofengas und herkömmlichem Hochofenmischgas liegt, zur Unterfeuerung des Koksofens zu geben. Dies würde jedoch eine andere Auslegung und Aufteilung der Regeneratoren für eine Koksofenbatterie bedeuten. Aus diesem Grunde ist die Bereitstellung eines Mischgases, das dem herkömmlichen Mischgas ähnlich und mit diesem austauschbar ist, besonders vorteilhaft. Das notwendige Mischungsverhältnis kann in dem Gasmischer 18 und gegebenenfalls unter Zugabe von Fremdrauchgas ι ohne Schwierigkeiten eingestellt werden. Die Produktion von Mischgas aus Direktreduktionsgichtga; und Rauchgas aus der erfindungsgemäßen Kohlevorerhitzungsanlage oder einer anderen Rauchgasquelle ist sowohl bei Neuanlagen als auch bei der Erweiterung oder Umstellung auf das in der Anmeldung I 2638348 vorgeschlagene Verfahren zur direkter Weiterverarbeitung von Koksofengas technisch vor

ίο Bedeutung, da damit in keinem Fall in die Verfahrenstechnik und Konstruktion des Koksofens eingegriffen werden muß.

Die übrigen Teile der in Fig. 2 dargestellten Anlage haben die gleiche Aufgabe, wie die entsprechender Anlagenteile der Fig. 1.

Bezugszeichenliste

1 Aufgabebunkef für
Naßkohle

2 Flugstromtrockner

3 Trocknerzyklon

4 Flugstromerhitzer

5 Erhitzerzyklon
6 Mischer

7 Gichtgasgebläse

8 Reduktionsofen

9 Staubabscheider
10 Umwälzpumpe

jo Il Kettenförderer

12 Vorratsbunker

13 Meßbunker

14 Zwischenkettenförderer

15 Füllredler

16 Rutsche

17 Zyklon

18 Gasmischer

19 Brennkammer

20 Verbrennungsluftgebläse

21 Rückführungsmischgasgebläse

α Naßkohle

b vorerhitzte Kohle

c kaltes gereinigtes Gichtgas

d Staub

e Waschwassereintritt

/ Quenchwasser

g oxidische Eisenerzpellets

h metallisierte Pellets

i Reduktionsgas

k Waschwasseraustritt

/ Fremdrauchgas m heißes Rohgichtgas

η Verbrennungsluft

ο Mischgas

ρ Rückführungsmischgas

q Rückbrüden

r Vortrocknungsabgas

5 Erhitzungsabgas

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. 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 (a) verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das heiße Rohgichtgas (m) zur Vortrocknung (2) verwendet und zur Erhitzung (4) ein Wärmeträgergas (f), 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. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Abgase (/·, s) bei der gemeinsamen Endreinigung (9) zur Kondensation von Wasserdampf kühlt (10).

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß man das, beispielsweise als Abgas (r) der Vortrocknung (2), anfallende Gichtgas und das, beispielsweise als Abgas (j) 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 Fremdgas, vorzugsweise Fremdrauchgas beimischt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Brenngas, vorzugsweise zwischenverdichtetes (21), prozeßeigenes Rückführungsmischgas (p) verwendet.