DE2911763A1 - Verfahren und einrichtung zum regulieren von anteilen der luftbestandteile sauerstoff, stickstoff, kohlendioxyd und wassergehalt in reaktionsprozessen des metallurgischen bereichs - Google Patents

Verfahren und einrichtung zum regulieren von anteilen der luftbestandteile sauerstoff, stickstoff, kohlendioxyd und wassergehalt in reaktionsprozessen des metallurgischen bereichs

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Description

Mannesmann Demag AG:*_-__· ' '_ - -_ - : ['/■ 20. März 1979 .
Wolfgang-Reuter-Platz M 15909 - Fl/Schi 410C Duisburg
Verfahren und Einrichtung zum Regulieren von Anteilen der Luftbestandteile Sauerstoff, Stickstoff, Kohlendioxyd und Wassergehalt in Reaktionsprozessen des metallurgischen Bereiches
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine zu dessen Ausübung besonders günstige Einrichtung zum Regulieren von Anteilen der Luftbestandteile Sauerstoff, Stickstoff, Kohlendioxyd und Wassergehalt in Reaktionsprozessen des metallurgischen Bereiches.
Derartige Verfahren zielen all geinein-auf Energieersparnis, d. h. im speziellen auf die Ersparnis teurer Energieträger. Die Gründe hierfür können in der Verfügbarkeit, der Importabhängigkeit, der Umweltbelastung, dem Gefahrenpotential und nicht zuletzt in den Preisen und Kosten bestimmter Brennstoffe liegen. Derartige Verfahren zielen demnach auch auf den Einsatz gasförmiger und flüssiger Brennstoffe, die in hüttenmännischen Prozessen bei der Erzeugung hoher Temperaturen die Wirtschaftlichkeit der Metallgewinnung, insbesondere der Roheisen- bzw Stahlerzeugung infrage stellen.
Bei der Erzreduktion sind zur Verbrennung von einer Tonne Koks annähernd 3000 Normalkubikmeter Luft erforderlich. Die tatsächlich zu liefernde Luftmenge ist wegen der Luftfeuchtigkeit und Undichtigkeiten in Leitungen und Lufterhitzern (z.B. in Winderhitzern an Hochöfen) noch um etwa 25 % höher. Um Brennstoff, also Koks zu sparen, Vfird die Luft in Lufterhitzern auf maximal 1.3000C erhitzt. Zum Erhitzen der Luft wird das aus dem metallurgischen Ofen entv/eichends Gichtgas mit einem Zusatz von Koksgas verwendet, das im Lufterhitzer verbrannt wird und dadurch gitterfö'raicje, feuerfeste Steine im Innern des Lufterhitzers auf maximal 1.5500C
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aufheizt. Nach der Aufheizperiode wird der Gasbrenner abgeschaltet und kalte Luft, die in Gebläsenaschinen in höheren Drücken erzeugt wird, durch das heiße Gittermauerv/erk des Lufterhitzers geblasen. Die heißen Steine erhitzen die Luft, die anschließend über die Heißwind-Ringleitung und die Winddüsen in den Hochofen eingeblasen wird. Zwei derartige Winderhitzer arbeiten jeweils abwechselnd mit Heiz- und Windzeit. Für die Erzeugung des Roheisens in Hochöfen werden etwa 66 % der Gesamtenergie eines Hüttenwerkes verbraucht. Der Koksverbrauch belief sich im Jahre 1975 allein in der Bundesrepublik Deutschland auf rund 500 kg/t Roheisen, zusätzlich wurden rund 60 kg Schweröl/t Roheisen eingeblasen.
Das Gichtgas am Hochofen ist jedoch ein heizwertarmes Gas (3.140 bis 3.560 kJ/nr). Dieser Nachteil kann zur Erzielung höherer Flamrnentemperaturen, üblicherweise nur durch Zumischen von Starkgasen, z. B. von Koksofengas, ausgeglichen werden. Eine andere Hilfsmaßnahme, höhere Flarcmentemperaturen zu erzielen, ist durch die Vorwärmung von Gas und/oder Brennluft gegeben. Es ist auch schon, vorgeschlagen worden, die Inertgasanteile in der Brennluft (insbesondere von Stickstoff) durch Zugabs von Sauerstoff zu vermindern, um dadurch Brennstoffe einzusparen und gleichzeitig die Erzeugungsleistung des Hochofens zu steigern.
Dor bisher im Hochofen zugesetzte Sauerstoff kommt in erster Linie aus der Tieftemperatur-Desti11 ation von atmosphärischer Luft, für die in Hüttenwerken besondere Sauerstoffgewinnungsanlagen erforderlich sind. Hüttenwerke können andererseits auch an v/eitverzweigte Sauerstoff-Leitungsnetze angeschlossen sein, die die einzelnen Sauerstoffverbraucherstellen im Hüttenwerk mit weit entfernten Sauerstoffgewinnungsanlagen verbinden.
Die bloße Zugabe von Sauerstoff zur Verbrennungsluft bzw. zu heizwertarmen Gasen, wie Insbesondere Gichtgasen, ist daher nicht nur relativ aufv.-endig, sondern löst zudem nicht das Problem der weiteren Luftbegleiter, wie z. B. der inerten Gase, insbesondere von Stickstoff, der als Ballast beim metallurgischen Prozeß mitgeführt werden muß. Die Zuführung von reinem Sauerstoff vermag zudem das Problem des Kohlendioxyd-Anteils
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und des Wasserdampf-Anteils der Luft nicht zu lösen«
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren zum Regulieren von Anteilen der Luftbestandteile Sauerstoff, Stickstoff, Kohlendioxyd und Wassergehalt in Reaktionsprozessen des metallurgischen Bereiches vorzuschlagen, um für jede Art von Prozeß eine gewünschte Zusammensetzuns des Brenngases nach Heizwert, Heiztemperatur und zu erwartenden Verbrennungsgasvolumina individuell dosieren zu können.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß Reduktionsprozessen und/oder Oxydationsprozessen ein regelbarer Luftanteil zugeführt wird, in dem vorher durch kontinuierlich in einer Strömung vorgenommenes Adsorbieren (molekulares Sieben bzw. Filtern) von Stickstoff-, Kohlendioxyd— s und Wasser-Molekülen in Kristallgitter bildenden Stoffen der Sauerstoffanteü relativ zum vorhandenen Sauerstoffanteil der Eintrittsluft erhöht wird. Dieses Verfahren besitzt den Vorteil, zugleich mit einer Anreicherung der Verbrennungsluft an Sauerstoff an der Verbrennung nicht teilnehmende Gase, die sogar für die Verbrennung hemmend wirken,, in ihrem Anteil zu vermindern. Damit sinkt der bei Reduktionsprozessen und/oder Oxydationsprozessen sehr oft als nachteilig empfundene Anteil von Ballastgasen erheblich. Von weiterem Vorteil ist, daß dieser Anteil je nach der einzustellenden Temperaturhöhe steuerbar ist. Als Molekularsiebe eignen sich hierbei insbesondere solche Stoffe, die befähigt sind, im Kristallgitter größere Mengen von Wasser zu binden, das sich durch einfaches Erwärmen stetig entfernen läßt, ohne daß ein Zusammenbruch der Kristallgitter erfolgt. In einer wasserdampfhaltigen Atmosphäre können derartige entwässerte Kristalle von neuen Wasser oder an dessen Stelle Schwefelwasserstoff, Schwefelkohlenstoff, Stickstoff, Kohlendioxyd und andere Moleküle aufnehmen. Derartige Kristallgitter sind unter den Namen Zeolithe bekannt* Pa die natürlichen Zeolithe für diesen Zweck nicht ausreichen, hat man schon seit rund 50 Jahren künstliche Zeolithe geschaffen, die den praktischen Anforderungen-entsprechen»
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Der besondere Vorteil der beschriebenen Verfahrensweise liegt zusammengefaßt einerseits in der Anwendung Kristallgitter bildender Stoffe, die entsprechende Porengrößen und Kristallgitter-Strukturen aufweisen, in denen fremde Moleküle mit kleinerem Querschnitt als die Hohlräume des Gitters aufgenommen v/erden können (Adsorbieren), andererseits jedoch im typisch metallurgischen Bereich. Für den zuletzt genannten Bereich vermittelt das erfindungsgemäße Verfahren Möglichkeiten, ballastärmere Gase in Reduktions- oder Oxydationsprozesse einzuführen, intensiver v/irkende Gase einzuführen, im allgemeinen ungenutzte Abwärme von Reduktions- oder Oxydationsprozessen vollends auszunutzen» um die Kristallgitter und Poren bildenden Stoffe zu regenerieren, ferner weitaus trockenere Brenngase zu erzeugen und schließlich durch die Erzeugung sauerstoffangereicherter Luft sowohl Reduktionsprozesse als auch Oxydationsprozesse intensiver durchzuführen. Der zuletzt genannte Vorteil dient daher zur Intensivierung der Prozesse und damit zur Leistungssteigerung von metallurgischen öfen und von Verbrennungvorgängen.Einer dieser Vorteile besteht deshalb auch darin, höhere Temperaturen - soweit erforderlich - in Reduktionsprozessen und in Oxydationsprozessen zu erzielen.
Nach der v/eiteren Erfindung ist dabei vorteilhaft, daß die in ihrer Menge geregelte Luft durch ein zeolithisches Molekularsieb, das aus kristallinen f'etall-Aluminosilikaten besteht, geleitet wird. Derartige zeolithische folekularsiebe sind an und für sich bekannt. Ihre Anwendbarkeit zur Adsorption bestimmter Luftbegleiter, die in bestimmten Anteilen bei Reduktionsprozessen und/oder Oxydationsprozessen unerwünscht sind, ist bislang jedoch übersehen worden.
Das erfindunnsflema'ße Verfahren ist weiter dahingehend verbessert, daß das zeolithische Molekularsieb mit Luft, die auf eine Temperatur zwischen 200 und 300°C erwärmt ist, regeneriert v;ird, indem Stickstoff, Kohlendioxyd und Wassergehalt in einer zur vorher eingerichteten Betriebsstrcmung entgegengesetzt gerichteten Luftströmung durch molekulare Verdrängung abgeführt werden.
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Weiterhin ist vorteilhaft, daß das Regenerieren des Molekularsiebs im Temperaturwschselverfahren durch periodisches Erhitzen des Molekularsiebs erfolgt.
Eine andere Art des Regenerierens des ffolekuTarsiebs erfolgt im Druckwechsel durch periodisches Erniedrigen des Druckes der Luftströmung bei konstanter Temperatur.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist nunmehr vorgesehen, daß die mit Sauerstoff angereicherte Luft Reduktionsprozessen im Schachtofen (z. B. 1m Hochofen) für die Erzreduktion oder Oxydationsprozessen bzw. Reduktionsprozessen und/oder Schmelzprozessen in Stahlwerkskonvertern, Kupolöfen bzw. Elektroöfen für das Frischen von Roheisen und/oder Schmelzen von Metallschrott, Eisenschwamm bzw. für die Gewinnung von Nichteisenmetallen sowie Wärm- und Glühöfen zur Erhitzung und Wärmebehandlung von Metallen zugeführt wird.
Eine andere Anwendungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die mit Sauerstoff angereicherte Luft zusammen mit Hochofengichtgas in der Brennkammer eines Winderhitzers verbrannt wird, wodurch vorteilhafterweise Koksgas eingespart werden kann.
Eine zusätzliche Anwendungsart des erfindungsgemä'ßen Verfahrens ist ferner dadurch gegeben, daß die mit Sauerstoff angereicherte Luft zusammen mit Frischluft in einem Hochofen-Winderhitzer erhitzt wird.
Die Erfindung schlägt weiterhin eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor. Eine besonders vorteilhafte Einrichtung in diesem Sinne ist dahingehend gestaltet, daß einem metallurgischen Ofen mehrere Behälter mit Molekularsieb-Stoffen vorgeschaltet sind, die abwechslungsveise an den metallurgischen Ofen anschließb.ar sind, die andererseits abwechsTungsweise an eine Luftzufuhr anschließbar sind und die außerdem abwechslungsweise an eine mit einer Kaltluftzufuhr gekoppelte Wärmequelle anschließbar sind. Das wechselweise Anschließen ist insofern von Vorteil, als die ffrlekularsieb-Stoffe von Zeit zu Zeit von den aufgestauten Stoffen befreit werden müssen. Bei mindestens zwei Behältern mit dem Molekül ar si eb-Stof fen steht immer einer in Betriebsbereitschaft.
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Innerhalb der P.etriebszeit eines uer Molekularsieb-ßehälter kann der andere h?M. können die anderen Kolekularsieb-ßehälter regeneriert werden. Dazu ist es zweckmäßig, daß sowohl der betreffende Molekularsieb-Behälter, der jeweils von beheizter Luft durchströmt wird, als auch der Molekularsieb-Behälter, der.jeweils von Frischluft durchströmt wird, in zur Betriebsströmung entgegengesetzter Strömungsrichtung umschaltbar ist.
Im Prinzip können die unerwünschten Luftbegleiter, die an der betreffenden Reaktion nicht teilnehmen sollen, aus dem Molekularsieb-Behälter abgeführt werden. Hierzu ist zweckmäßig, daß an jedem Molekularsieb-ßehälter ein Auslaßventil für Stickstoff, Kohlendioxyd und Wasser vorgesehen ist.
In einem metallurgischen Setrieb, in dem tier metallurgische Ofen als Verbraucher arbeitet und gleichzeitig Abwärme anfällt, ist die erfindungsgerräße Einrichtung vorteilhaft so gestaltet, aafr mindestens drei Molekülarsiet-Pehä'lter mit Wechselanschlüssen untereinander verschen sind und einem metallurgischen Ofen und/oder Verbrennungsschacht zugeordnet sind.
Zweckmäßigerweise ist als Wärmequelle für die Regenerationsschaltung -1^r Molekularsieb-Behälter ein Röhrenrekuperator vorgesehen.
Für einen intensiven Ablauf der Vorgänge in den KoIekularsieb-Kristall en ist es noch wichtig, daß die Molekularsieb-Behälter einen wärneisolierten Stahlmantel aufweisen.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung ist in der Zeichnung dargestellt. Anhand der Zeichnung wird außer der Einrichtung auch das erfindungsgemäße Verfahren naher beschrieben.
Die einzige Figur zeigt einen schei..atischen überblick über die Gestaltung einer Hochofenanlage, die nicht oder nur teilweise mit reinem Sauerstoff aus der Tieftemperatur-Desti11 ation betrieben wird.
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Als metallurgischer Ofen ist in Ausführungsbeispiel ein Hochofen 1 vorgesehen, der in anderen Anwendunc;sfällen aus einem Kupolofen, aus einen Schachtofen zur NE-Metall gewinnung, 'ins einem Elektroofen, aus einem Stahlwerks- oder ME-Metall-Konverter oder aus einem Wärm- bzw. Glühofen für Metalle besteht. Für den Reduktionsprozeß, d. h. für die Roheisenerzeugung ist neben den von oben, d. h. durch den GichtVerschluß 2 zugegebenen Eisenerzen und Zuschlagstoffen Koks als Kohlenstoffträger erforderlich, dessen Anteil wegen der hohen Kosten gering gehalten werden muß. Die Koksersparnis wird gemäß der Erfindung durch die Luft-Sauerstoffzuführung 3 erreicht. Das im Hochofen 1 entstehende Gichtgas 4 durchläuft die Grob-Entstaubungseinrichtung 55 die Fein-Entstaubungsoinrichtung 6 und gelangt somit gereinigt in den Verbrennungsschacht 7a des Winderhitzers 7. Diesen! Oxydationsprozeß wird ebenfalls entsprechend dem erfindungsiomäßen Verfahren mit Sauerstoff angereicherte Luft über die Luft-Sauerstoff zuführung 3a zugeleitet, da das Gichtgas 4 auf den !-'en zu den und durch die Entstaubungseinrichtungen 5 und 6 Wärme verliert und neben noch brennbarer. Kohlenoxycfas auch Kohl end ioxydgas ent''alt und sonit einen relativ geringen Heizwert aufweist. Die im Verbrennungsschacht 7a entstehenden heißen Verbrennungsgase erhitzen das Gitterrnauerwerk 7b des Winderhitzers 7 und durchströmen anschließend den Pöhrenrekuperator 8a, der eine noch zu beschreibende Wärmequelle 8 darstellt.
Die den Röhrenrekuperator 8a verlassenden Verbrennungsgase befinden sich auf einem niedrigen Temperaturniveau und werden über die Gasleitung 9 und den Schornstein 10 ins Freie abgeleitet.
Vor den Hochofen 1 sind funktionstechnisch die aus wärmeisolierten Stahlblechen gefertigten Behälter 11, 1!? und 13 geschaltet. Jeder der Behälter enthalt Molekularsieb-Stcffe 14; im Ausführungsbeispiel bestehen diese aus zeolithischen, Kristallgitter bildenden Stoffen vom Typ Kalzium mit 5 Angström Porengröße (1 Angström =
Jeder der Behälter 11, 12 und 1? ist mit einer Luft-Sauerstoff-Leituno lla, 12a, 13a an den Hochofen 1 anceschlossen, wobei Ventile 11b, 12b und 13b öffnen und schließen. An jeden der Behälter 11, 12 und 13 ist ferner eine Luftzufuhr 15 angeschlossen, wobei das Gebläse 15 die Luft
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über die Leitung 13c mit Absperrventil 13d zum Behälter 13, über die Leitung lic mit dem Absperrventil lld zum Behälter 11 und über die Leitung 12c mit dem Absperrventil 12d zum Behälter 12 führt.
Eine v/eitere Frischluftzufuhr 17 ist vor der Wärmequelle 8 vorgesehen, wobei das Gebläse 18 die Luft durch den Röhrenrekuperator 8a führt, so daß die Luft in der Leitung 19 erwärmt strömt und mittels des Ventils He und der Leitung Hf in den Behälter 11, mittels des Ventils 12e und der Leitung 12f in den Behälter 12 und mittels des Ventils 13e und der Leitung 13f in den Behälter 13 geleitet wird. In dieser Strönuingsrichtung befindet sich an Ausgang der Behälter 11, 12, 13 jeweils ein Auslaßventil 11g, 12g, 13g.
Eine zur Betriebsströmungsrichtung 20 entgegengesetzte Strömungsrichtung 21 wird durch das Gebläse 22, das Kaltluft fördert, erzeugt, wobei die Luft über das Ventil llh, die Leitung Hi in öen Rehälter 11 über das Ventil 12h, die Leitung 12i in den Behälter 12 und über das Ventil 13h und die Leitung 131 in den Rehälter 13 gelangt.
In der Luft-Sauerstoff zuführung 3 ist ferner das Gebläse 23 eingeschaltet und ebenso ein^; weitere Mischluftzuführung 24. In der Luft-Sauerstoffzuführung 3a befindet sich ein ähnliches Gebläse 29 mit einer ähnlichen Mischluft-Zuführung 25. Zwischen dem Gebläse 23 und dem Hochofen 1 ist ein zweiter Winderhitzer 26 eingeschaltet, der abwechselnd mit dem Winderhitzer 7 arbeitet und der die mit Sauerstoff angereicherte Luft erhitzt, bevor sie in den Hochofen 1 eingeblasen wird.
Nachdem die einzelnen Organe der erfindungsgemäßen Einrichtung beschrieben sind, wird nachstehend die Arbeitsweise der Einrichtung aufgrund des erfincfungsgemäßen Verfahrens beschrieben:
Bezogen auf den Behälter 13 wird davon ausgegangen, daß dieser adsorbtionsfähige Molekülarsieb-Stoffe 14 enthält. Das bedeutet, daß der Behälter 13 in der Lage ist, Stickstoff, Kohlendioxyd und Wasserdampf zu adsorbie-
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bieren. In dieser Phase sind die Ventile 13e, 13g und 13h geschlossen, über das Gebläse 16 fließt nunmehr Frischluft durch die Leitung 13c, durch die geöffneten Ventile 13d und 13b in Betriebsströmungsrichtung 20 und wird im Behälter 13 von Kohlendioxyd und Luftfeuchtigkeit und einem großen Anteil Stickstoff befreit. Dadurch wird die Luft auf 70 bis 90 % Säuerstoffanteil angereichert und in der gewünschten Menge reguliert der Ansaugluft des Gebläses 23 zugesetzt. Der sauerstoffangereicherte Wind wird im Winderhitzer 26 erhitzt und dem Hochofen 1 über die Luft-Sauerstoffe zuführung 3 zugeleitet.
Diese Arbeitswaise wird je nach Adsorptionsfähigkeit der Molekularsieb-Stoffe 14 nacheinander mit den Behältern 11, 12 und 13 durchgeführt.
Die Regeneration eines nicht mehr adsorptionsfähigen Behälters, z. B. des Behälters 12, wird danach wie folgt durchgeführt: In der ersten Stufe der Regeneration strömt Luft durch die Röhren der Wärmequelle 8, hier des Röhrenrekuperators 8a, im Gegenstrom zu den heißen Abgasen des Verbrennungsschachtes 7a bzw. des Gittermauerverks 7b, gefördert vom Gebläse 18, die sich im Röhrenrekuperator 8a auf eine Temperatur von 200 bis 3GO0C erwärmt und durch die Leitung 19 bei geöffnetem Ventil 12e in den Behälter j'£ eintritt und durch das geöffnete Ventil 12g ins Freie ausströmt. Dadurt;-. werden die Molekularsieb-Stoffe 14 für die nachfolgende Adsorption des Stickstoffs vorbereitet. Während dieses Vorganges sind die Ventile 12b, 12d und 12h geschlossen. Dieser erste Verfahrensschritt, um die Kristalle für die Adsorption des Stickstoffs vorzubereiten, wird ebenfalls, lediglich zeitlich verschoben, bei den Behältern 11 und 13 ausgeführt.
In der zweiten Stufe der Regeneration wird ein derart erwärmter Behälter nunmehr auf Umgebungstemperatur gekühlt, indem mittels des Gebläses 2?. Frischluft bei geöffnetem Ventil 11h durch die Leitung Hi und durch den Behälter 11 geblasen wird. In dieser Phase sind die Ventile lib, Hd und He geschlossen. Die zugeführte Frischluft verläßt den Behälter durch das geöffnete Ventil 11g. Nach der Abkühlung steht der Behälter 11 wieder für die Sauerstoffanreicherung in der eingeführten Luft zur Verfugung.
030041/0064
to
1500? - Fl/Srhi -VB- 20.3.79
In einer ausgewählten zeitlichen Periode wird somit das Molekularsieb im Behälter 12 auf 200 bis 3QO0C erwärmt, im Behälter H das Molekularsieb auf Umgebungstemperatur gekühlt und im Behälter 13 sauerstoffangereicherte Luft durch Adsorption des Stickstoffs sowie des Kohlendioxyds und des Wasserdampfes erzeugt.
Das Ventil 27 ist geöffnet, wenn der Hochofen 1 mit sauerstoffangereicherter Luft betrieben wird. Andernfalls ist das Ventil 27 geschlossen.
Das Ventil 28 ist geöffnet, wenn der .Winderhitzer 7 während öer Aufheizperiode mit sauerstoffangereicherter Luft betrieben wird. Andernfalls ist das Ventil 28 geschlossen.
030041/0064
Leerseite

Claims (14)

- Fl /Schi - ρ - 20.3.7S Patentansprüche
1. Verfahren zum Regulieren von Anteilen der Luftbestandteile Sauerstoff» Stickstoff, Kohlendioxyd und Hassergehalt in Reaktionsprozessen des metallurgischen Bereiches,
dadurch gekennzeichnet,
daß P.eduktionsprozessen und/oder Oxydationsprozessen ein regelbarer Luftanteil zugeführt wird, in dem vorher durch kontinuierlich in einer Strömung vorgenommenes Adsorbieren (molekulares Sieben bzw. Filtern) von Stickstoff-, Kohlendioxyd- und Wasser-Molekülen in Kristallgitter bildenden Stoffen der Sauerstoffanteil relativ zum vorhandenen Sauerstoffanteil der Eintrittsluft erhöht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die in ihrer Menge geregelte Luft durch ein zeolithisches Molekularsieb, das aus kristallinen Metall-Aluminosilikaten besteht, geleitet wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das zeolithische Molekularsieb mit Luft, die auf eine Temperatur zv/isehen 200 und 3000C erwärmt ist, regeneriert wird, indem Stickstoff, Kohlendioxyd und Wassergehalt in einer zur vorher eingerichteten Betriebsströmung entgegengesetzt gerichteten Luftströmung durch molekulare Verdrängung abgeführt werden.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Regenerieren des Molekularsiebs im Temperatur-Wechsel verfahren durch periodisches Erhitzen des Molekularsiebs erfolgt.
030041/0064
15909 - Fl/ScM * -~yi - 20.3.79
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Regenerieren des Molekularsiebs fm Druckwechsel verfahren durch periodisches Erniedrigen des Druckes der Luftströmung bei kce stanter Temperatur erfolgt.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5»
dadurch gekennzeichnet,
daß die mit Sauerstoff angereicherte Luft Reduktionsprozessen im Schachtofen (z.B. im Hochofen) für die Erzreduktion oder Oxydations- bzw. Reduktionsprozessen und/oder Schmelzprozessen in Konvertern, Kupolöfen bzw. Elektroofen für das Frischen von Roheisen und/oder Schmelzen von ffetall schrott, Eisenschwamm bzw. für die Gewinnung von Nichteisenmetall en sowie Wärm- und Glühöfen zur Erhitzung und !■•'ärmebehandlung von Metallen zugeführt wird.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
aafc die mit Sauerstoff angereicherte Luft zusammen mit Hochofengichtgas in der Brennkammer eines Winderhitzers verbrannt wird.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die mit Sauerstoff angereicherte Luft zusammen mit Frischluft in einem Hochofen-Winderhitzer erhitzt wird.
9. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß einem metallurgischen Ofen (1) mehrere Behälter (11,12,13) mit Molekularsieb-Stoffen (14) vorgeschaltet sind, die abwechslungsweise an den metallurgischen Ofen (1) anschlieP.bar sind, die andererseits abwechslungsweise an eine Luftzufuhr (15) anschlieP.bar sind und die außerdem abwechslungsweise an eine mit einer Kaltluftzufuhr (17) gekoppelte Wärmequelle (8) anschlieSbar sind.
030041/006A
15909 - Fl/Schi - 36 -3 20.3.79
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sov/ohl der betreffende Mo'lekularsieb-Behälter (Il bzw. 12 bzw. 13), der jeweils von beheizter Luft durchströmt wird als auch der Molekülarsieb-Behälter (11 bzw. 12 bzw. 13), der jeweils von Frischluft durchströmt wird, in zur Betriebsströmung (20) entgegengesetzter Strömungsrichtung (21) umschaltbar ist.
11. Einrichtung nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Molekularsieb-Behälter (11, 12, 13) ein Auslaßventil (Hg, 12g, 13g) für Stickstoff, Kohlendioxyd und Wasser vorgesehen ist.
12. Einrichtung nach den Ansprüchen 9 bis U, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Molekularsieb-Behälter (11,12,13) mit Wechsclanschlüssen untereinander versehen und einsni metallurgische Ofen (1) und/oder Verbrennungsschacht (7a) zugeordnet sind.
13. Einrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmequelle (8) für die Regenerations-Schaltung der Molekularsieb-Behälter (11,12,13) ein Röhrenrekuperator (8a) vorgesehen ist.
14. Einrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Molekularsieb-Behälter (11,12,13) einen wärmeisolierten Stahlmantel aufweisen.
03GCU1/0064
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