DE3217696A1 - Verfahren zur kohlenstoffvergasung - Google Patents

Verfahren zur kohlenstoffvergasung

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Description

Verfahren zur Kohlenstoffvergasung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vergasung von Kohlenstoff.
Die Erfindung betrifft, näher bestimmt, ein Verfahren, bei dem Kohlenstoff in einer Eisenschmelze durch Injizierung von Kohlenstoff unter die Oberfläche der Eisenschmelze vergast wird.
Es ist eine Anzahl zur Vergasung von Kohlenstoff in einer Eisenschmelze vorgeschlagener Verfahren bekannt. Ein solches
Verfahren ist in dem SE-PS Nr (Patentanmeldung
Nr. 7706876-5) beschrieben. Dieses Patent offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Kohlenwasserstoffverbindungen aus Kohlenstoff (C) in Form von Kohle, die eine gewisse Menge Wasser, Kohlenwasserstoffe und/oder Kohlenwasserstoffverbindungen enthält. Gemäß dem Verfahren wird Kohlenstoff in eine Metallschmelze in einem stoichiometrischen Überschuß im Verhältnis zu in der Schmelze enthaltenem Sauerstoff in Form von oxidischen Verbindungen zusammen mit einem Kühlmittel injiziert. Das Kühlmittel besteht vorzugsweise aus Eisenoxiden in Form von Eisenschlich, wenn die Schmelze eine Eisenschmolze ist, wobei im selben Prozeß eine Reduktion von Eisen erfolgt.
Schlackenbildende Verbindungen, wie CaO, werden ebenfalls rugesetzt.
Der für die Reduktion von Eisenoxiden erforderliche Wärmebedarf wird hierbei von der Verbrennung von injiziertem Kohlenstoff und injiziertem Sauerstoffgas genommen, wobei große Mengen Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoffgas (H-) gebildet werden.
Es wird somit ein Verfahren angegeben, einen Röheisenprozeß mit einem Kohlenstoffvergasungsprozeß zu kombinieren, wobei große Vorteile, nicht zumindest wirtschaftliche, erhalten werden.
Es hat sich jedoch u.a. bei Versuchen mit den vorstehend genannten Verfahren gezeigt, daß bei Kohlenstoffvergasung mittels einer Eisenschmelze sich eine Reihe von Problemen ergibt. Die Probleme sind von solcher Art, daß sich der Prozeß nicht der Produktion anpassen läßt, wenn die Probleme nicht gelöst werden.
Die Probleme entstehen hauptsächlich aus einer Schwierigkeit, nämlich der Bewirkung einer großen Gasmenge pro Zeiteinheit im Verhältnis zu der Größe des Reaktorgefäßes, in dem die Reaktionen vor sich gehen.
Die Probleme bestehen, näher bestimmt, darin, eine hohe Gasproduktion zu bewirken, starken Verschleiß der Auskleidung, zu vermeiden, einen guten Wärmeausgleich zu schaffen und Staubbildung auf ein Minimum zu senken.
Was die Schwierigkeit der Bewirkung einer hohen Gasproduktion betrifft, so ist diese mit der Größe des Reaktorgefäßes verknüpft.
Die Zuführung der Reaktanten erfolgt vorzugsweise mittels eines pneumatischen Einspritzsystemes und Einspritzung am Boden des Reaktorgefäßes. In einem Prozeß, bei dem Gas und Pulver in ein geschmolzenes Eisenbad eingespritzt werden, wird der größtmögliche Fluß eingespritzten Materials von der Gasakkumulierungsfähigkeit des Systemes bestimmt. Kohlenstoffmonoxid (CO) und Wasserstoffgas (H ) werden mehr oder weniger unmittelbar nach Einspritzung gebildet und geben dabei Anlaß zu einem Gasstrom, der in kleine Bläschen zerlegt wird, die zur Badoberfläche aufsteigen. Die Höhe der sich bildenden Bläschensäule wächst mit zunehmender Zuführung von reaktiven Komponenten zum System. Wenn es sich um ein Eisenbad mit daraufliegender Schlacke handelt, soll somit das entwickelte Gas sowohl durch geschmolzenes Metall als auch durch Schlacke hindurchströmen, wodurch sowohl das Metall als auch die Schlacke eine Höhe erhalten, die größer ist als deren nominelle Höhen, d.h. wenn keine Gasentwicklung geschieht
Bei einem bestimmten Einspritzfluß erreicht die Mischung aus Metall, Schlacke und Gas den oberen Rand des Reaktorgefäßes, wobei Metall und Schlacke herausgeworfen werden. Wenn dies geschieht, ist, wie man sagt, die obere hydrodynamische Begrenzung des Systemes überschritten.
Was den Verschleiß der Auskleidung betrifft, so ist dieser eng mit einer hohen Gasproduktion verknüpft.
Ein für eine Eisenschmelze vorgesehenes Gefäß ist mit einem, oder meistens mehreren keramischen Werkstoffen ausgekleidet, die eine Isolierung darstellen. Das keramische Material wird bei Kontakt mit Metall und Schlacke verschlissen. Die Verschleißmechanismen können hauptsächlich in chemischen Zerfall, Erosion und thermische Spaltung eingeteilt werden.
Die Erosion ist bei einem Prozeß der hier vorgesehenen Art sehr kräftig und ist, wie sich gezeigt hat, direkt vom volumetrischen Gasfluß durch das Reaktorgefäß abhängig. Der Grund hierfür ist eine hohe Gasentwicklung, d.h. ein großer volumetrischer Fluß ergibt eine kräftige Umrührung des Bades.
Die Vergasung von Kohlenstoff zu CO und H2 liefert einen Wärmeenergiezuschuß zum System, während die Spaltung von Eisenoxiden eine endothermische Reaktion ist. Es ist jedoch wünschenswert, relativ große Mengen von Roheisen im Reaktorgefäß zu produzieren, da man dann u.a. eine vorteilhafte Umsetzung des Eisenbades erhält.
liine hohe Roheisenproduktion ist vorteilhaft, da einerseits die Eisenschmelze Verunreinigungen von eingespritztem Kohlenstoff aufnimmt, und weil eine relativ hohe Roheisenproduktion eine Voraussetzung dafür ist, den Prozeß wirtschaftlich zu motivieren.
Der erforderliche Wärmeenergiezuschuß durch die Kohlenstoffvergasungsreaktion ist jedoch von solcher Ordnung, daß große Mengen Kohlenstoff, verglichen mit dem Badvolumen, vergast werden müssen, damit die Reduktion erforderlicher Eisenoxide erfolgen kann.
Die drei vorstehend genannten Probleme würden somit gelöst werden, wenn die Gasproduktion im Verhältnis zum Badvolumen hoch geha]ten werden könnte.
Staubbildung ist bei Kohlenstoffvergasung ein großes und in einer Hinsicht entscheidendes Problem. Es ist seit langem bekannt, daß bei Einspritzung von Sauerstoffgas in ein kohlenstoffhaltiges Eisenbad große Mengen Eisen abgehen. Bei Einblasung oben am Gefäß mittels des sog. LD-Verfahrens läßt sich der Hauptteil der Staubbildung mit der sog. Blasenbruchtheorie erklären.
Erfolgt die Einspritzung dagegen vom Boden oder von der Seite des Reaktorgefäßes, wurde gefunden, daß Eisen an den Phasengrenzflächen zwischen Metall und Gas aufgrund der bei der Reaktion zwischen eingespritztem Sauerstoffgas und Kohlenstoff entstehenden sehr hohen Temperatur verdampft wird. Die Verdampfung von Eisen erfolgt an den Phasengrenzflächen, die nicht von Eisenoxid bedeckt sind.
Die vorstehend genannten Probleme werden alle mittels der vorliegenden Erfindung beseitigt, oder jedenfalls stark vermindert .
Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Vergasung von Kohlenstoff (C) in Form von Kohle, Kohlenwasserstoffen und/oder Kohlenwasserstoffverbindungen, bei dem in ein Reaktorgefäß, das eine Eisenschmelze enthält, durch Einspritzung unter die Oberfläche der Eisenschmelze Kohlenstoff, Sauerstoffgas und Eisenoxide eingeführt werden, wo die Eisenoxide ein Kühlmittel darstellen und vorgesehen sind, reduziert zu werden, und Kohlenstoff in einem stoichiometrischen Überschuß im Verhältnis zu in der Schmelze enthaltenem Sauerstoff in Form von Oxiden eingespritzt wird, und die Eisenschmelze solchen Kohlenstoffgehalt hat, daß sie Kohlenstoff einlöst. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktorgefäß dazu gebracht wird, einen inneren Gesamtdruck von 2 bis 50 Bar, vorzugsweise 4 bis 10 Bar zu haben.
Das Reaktorgefäß wird, abgesehen von einem Gasauslaß und Einspritzlöchern, völlig gegen die Umgebung abgedichtet ausgeführt, Der Gasauslaß wird vorzugsweise mit einer regelbaren Drosselung versehen, um Druckregelung im Reaktorgefäß zu ermöglichen.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben, in der Fig. 1 ein Diagramm ist, in dem der Staubgehalt gegen den
Gesamtdruck im Reaktorgefäß abgesetzt ist, Fig. 2 ein Diagramm ist, in dem der Sraubgehalt gegen den Schwefelgehalt im Bad abgesetyt ist.
Das Reaktorgefäß wird gemäß vorliegender Erfindung veranlaßt, mit einem Überdruck zu arbeiten. Der Oberdruck (Gesamtdruck) kann, je nach vorgesehener Kapazität, Größe des Reaktorgefäßes usw., von etwa 2 Bar bis 50 Bar betragen. Ein bevorzugter Druckintervall erstreckt sich jedoch von etwa 4 bis 10 Bar und insbesondere von etwa 6 bis 8 Bar.
Das Gasvolumen, das in der Mischung aus Metall, Schlacke und Gas akkumuliert wird, beruht im wesentlichen nur auf dem volumetrischen Gasfluß. Bei einem konstanten volumetrischen Fluß ist somit der Massenfluß proportional zum Druck. Die pro Zeiteinheit eingespritzte Kohlenstoffmenge kann somit, verglichen mit wenn atmopshärischer Druck herrscht, in direkter Proportion zum Druck erhöht werden, ohne daß dabei die Größe des akkumulierten Gasvolumens beeinflußt wird. Dies bedeutet, daß die vorstehend erwähnte hydrodynamische Grenze für das Reaktorgefäß, d.h. wenn Metall und Schlacke aus dem Reaktorgefäß herausgeworfen werden, ebenfalls proportional zum Druck erhöht wird. Durch Drucksetzung des Reaktorgefäßes wird somit eine bedeutend höhere Gasproduktion pro Zeiteinheit ermöglicht.
Ein verstärkter Massenfluß kann, wie erwähnt, ohne Erhöhung des volumetrischen Flusses bewirkt werden. Dies hat seinerseits zur Folge, daß die genannte Erosion trotz erhöhter Gasproduktion konstant gehalten oder vermindert werden kann, indem der volumetrische Fluß gesenkt wird, obwohl der Massenfluß größer ist als bei atmosphärischem Druck im Reaktorgefäß. Ein verminderter volumetrischer Fluß ergibt nämlich weniger Umrührung und somit weniger Erosion. /
Der Massenfluß wird durch Einspritzung einer größeren Menge Kohlenstoff und Sauerstoffgas erhöht. Aufgrund der größeren
Menge Kohlenstoff und Sauerstoffgas wird dem Bad eine größere Wärmeenergiemenge zugeführt, die zur Reduzierung einer größeren Menge von Eisenoiden zu Roheisen ausgenutzt wird. Die Wärmeverluste durch die Wände des Reaktorgefäßes werden vom Unterschied zwischen der Innen- und Außentemperatur der Wände bestimmt. Es erfolgt also kein größerer Wärmeverlust, solange die Badtemperatur nicht erhöht wird.
Ein weiterer Effekt auf den Wärmeausgleich wird durch den erhöhten Gesamtdruck erhalten. Wenn das Volumen einer gasförmigen Gleichgewichtsmischung vermindert wird, erhöhen sich die Konzentration sämtlicher Komponenten und der GesamtJruck der Mischung in entsprechendem Grad. Ist die gesamte Molanzahl von Reaktanten und Produkten gem. einer Reaktionsformel verschieden, werden Zähler und Nenner des Konzentrationsbruches in verschiedenem Grad geändert. Das System befindet sich dann nach der Druckerhöhung nicht im Gleichgewicht. Das Gleichgewicht wird zu der Seite verschoben, die die kleinste Anzahl Mole in der Reaktionsformel darstellt.
Die Gaszusammensetzung, die mittels vorliegendem Prozeß erhalten wird, wird im Prinzip bestimmt von der Reaktion
C (in FeD + CO2 (g)f » 2 CO(g) (1)
Der Anteil Wasserstoffgas/Wasserdampf kann durch die sog. Versetzreaktion berechnet werden.
H2O (g) + COCg)^ > H2 Cg) + CO2 Cg) (2)
Wird der Gesamtdruck erhöht, wird die Reaktion (1) nach links verschoben, was auch die Reaktion (2.) nach links verschiebt.
Abgehendes Gas enthält bei einem erhöhten Gesamtdruck somit einen größeren Anteil CO2 und H2O als bei atmosphärischem Druck und hat folglich einen höheren Verbrennungsgrad, was einen zusätzlichen Wärmezuschuß zum Reaktor mit sich bringt. Dieser zusätzliche Wärmezuschuß ergibt ein extra Reduktionspotential im Reaktor.
Anstelle einer erhöhten Eisenreduktion kann jedoch ein erhöhter Anteil Wasserdampf durch Einspritzung zugesetzt werden, was einen erhöhten Anteil Wasserstoffgas im abgehenden Gas bewirkt und somit den chemischen Wärmegehalt des Gases bereichert und dem Gas ein erhöhtes H-/CO-Verhältnis gibt. Letzteres ist u.a. günstig, wenn das Gas beispielsweise zur Methanolherstellung verwendet werden soll.
Bei Kohlenstoffvergasungsprozessen der hier vorgesehenen Art ist Staubbildung ein ernstes Problem. Es wurde vorstehend erwähnt, daß Eisen von den Phasengrenzflächen zwischen Metall und Gas aufgrund der bei Reaktion zwischen Sauerstoffgas und Kohlenstoff entstehenden sehr hohen Temperatur verdampft wird.
Die gesamte Phasengrenzfläche bei konstantem Massenfluß im System wird mit einem erhöhten Druck aufgrund eines verminderten volumetrischen Flusses kleiner. Dies bewirkt seinerseits eine Verminderung der Verdampfung und Staubbildung.
Fig. 1 zeigt als ein Beispiel ein Diagramm über den Staubgehalt in g/Nm gegenüber dem Gesamtdruck in Bar. Das Diagramm zeigt drei verschiedene Kurven, die verschiedene Schwefelgehalte im Bad repräsentieren, und wechselnde Menge eingespritztes Sauerstoffgas. Ein Dreieck bezeichnet Versuche bei einem Schwefelgehalt von 0,92$ ίο,05% und einem Kohlenstoffgehalt von 0,611 -0,051 sowie einem Sauerstoffgasfluß von 4,2 Nl/min. Kreise bezeichnen Versuche mit demselben Schwefelgehalt und Kohlenstoffgehalt, aber mit einem Sauerstoffgasfluß von 2,4 Nl/min. Quadrate bezeichnen Versuche mit einem Schwefelgehalt von 1,75% -0,191 und einem Kohlenstoffgehalt von 0,11% ^0,07% sowie einem Sauerstoffgasfluß von 4,2 Nl/min.
Die in Fig. 1 dargestellten Versuche wurden im Laboratoriumsmaßstab ausgeführt, wo Kohlenstoff und Sauerstoffgas in flüssiges Eisen bei einer Temperatur von 15500C eingespritzt wurden.
Das Diagramm zeigt deutlich, daß die Staubbildung schon bei relativ geringen Überdrücken markant abnimmt. Dieser Effekt wird bei höheren Drücken verstärkt. Bei einem hohen Schwefel-
gehalt im Bad ist die Staubbildung überhaupt geringer und wird relativ wenig vom Druck beeinflußt, verglichen damit, wenn der Schwefelgehalt höher ist. Im Diagramm ist ferner gezeigt, daß bei unveränderten Gehalten von Schwefel und Kohlenstoff im Bad die Staubbildung mit vermindertem Sauerstoff gasfluß abnimmt.
Es wurde somit entdeckt, daß ein hoher Schwefelgehalt die Staubbildung bei einem gegebenen Kohlenstoffgehalt und einem gegebenen Sauerstoffgasfluß markant vermindert. Der Schwefelgehalt soll, aus diesem Gesichtswinkel isoliert, höher sein als 0,5% bis 1,5a, aber niedriger als 2,0% bis 2,51. Ein bevorzugter Intervall für den Schwefelgehalt ist etwa 0,5% bis 2%. Fig. 2 zeigt den Staubgehalt in g/Nm gegenüber dem Schwefelgehalt in % im Bad. Gefüllte Kreise beziehen sich auf Messungen einer Eisenschmelze mit einem Kohlenstoffgehalt von über 3%, und ungefüllte Kreise gelten für eine Eisenschmelze mit weniger als 0,8% Kohlenstoff. Fig. 2 betrifft Verhältnisse bei atmosphärischem Druck.
Gemäß vorliegender Erfindung ist es vorzuziehen, einen Reaktor auf die vorstehend angegebene Weise arbeiten zu lassen, während der Schwefelgehalt im Bad auf etwa 0,5% bis 21, und gleichzeitig der Kohlenstoffgehalt im Bad auf unter 3%, vorzugsweise unter 2%, gebracht wird.
Der Kohlenstoffgehalt im Eisenbad wird mit der Menge eingespritzten Kohlenstoffes im Verhältnis.. zXLÜbrioen Reaktanten geregelt Der Schwefelgehalt im Eisenbad wird mit der Menge und dem Typ schlackenbildender Verbindungen geregelt.
Es ist völlig deutlich, daß alle einleitend genannten Probleme durch Ausführung des Verfahrens während Drucksetzung des Reaktorgefäßes beseitigt, oder jedenfalls bedeutend reduziert wurden. Die Verbesserung wird dadurch akzentuiert, daß das Bad veranlaßt wird, die oben angegebenen Schwefel- und Kohlenstoffgehalte anzunehmen.
Durch Ausnutzung der Erfindung werden somit die Staubbildung wie auch der Futterverschleiß stark vermindert. Ferner kann dank einer größeren Wärmeenergieentwicklung im Bad eine bedeutende Roheisenproduktion geschehen. Einer der wesentlichsten Vorteile ist jedoch, daß die Gasproduktion wesentlich erhöht werden kann.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen begrenzt anzusehen, .ea ia er. /

Claims (2)

PATENTANWÄLTEΠ ~ 'f*S ~ ' PATENTANWÄLTE . f H. SCH^O^ER - K Ι^ΗΜΆΛΦΤ :όΖ\ Jb^b /J(O c- Qq D-8000 München* Yb Verfahren zur Kohlenstoffvergasung Patentansprüche
1. Verfahren zur Vergasung von Kohlenstoff (C) in Form von Kohle, Kohlenwasserstoffen und/oder Kohlenwasserstoffverbindungen, bei dem in ein eine Eisenschmelze enthaltendes Reaktorgefäß unter die Oberfläche der Eisenschmelze Kohlenstoff, Sauerstoffgas und Eisenoxide durch Injektion eingeführt werden, und die Eisenoxide ein Kühlmittel und vorgesehen sind, reduziert zu werden, ,und Kohlenstoff in einem stoichiometrischen Überschuß in Beziehung zu in der Schmelze enthaltenem Sauerstoff in Form von Oxiden injiziert wird, und die Eisenschmelze einen solchen Kohlenstoffgehalt hat, daß sie Kohlenstoff einlöst, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktorgefäß dazu gebracht wird, einen inneren Gesamtdruck von 2 bis 50 Bar, vorzugsweise 4 bis 10 Bar, zu haben.
2. Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Kohlenstoffgehalt in der Eisenschmelze dazu gebracht wird, 3IC, vorzugsweise 2IC, zu unterschreiten, und daß der Schwefelgehalt in der Eisenschmelze dazu gebracht wird, etwa 0,51 bis 2% zu sein.
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3203435A1 (de) * 1982-02-02 1983-08-11 Klöckner-Werke AG, 4100 Duisburg Verfahren zur gaserzeugung und metallgewinnung in einem schmelzbadreaktor, insbesondere eisenbadreaktor
CA1204287A (en) * 1982-03-22 1986-05-13 Frank V. Summers Method of generating a reducing gas
SE431559B (sv) * 1982-07-01 1984-02-13 Ips Interproject Service Ab Anordning for kolforgasning
SE435732B (sv) * 1983-03-02 1984-10-15 Ips Interproject Service Ab Forfarande for framstellning av rajern ur jernslig
SE458688B (sv) * 1985-07-23 1989-04-24 Ips Interproject Service Ab Foerfarande och anlaeggning foer framstaellning av raajaern ur jaernbaerande oxidiskt material
US5066325A (en) * 1987-08-31 1991-11-19 Northern States Power Company Cogeneration process for production of energy and iron materials, including steel
US5045112A (en) * 1988-02-08 1991-09-03 Northern States Power Company Cogeneration process for production of energy and iron materials, including steel
US5055131A (en) * 1987-08-31 1991-10-08 Northern States Power Company Cogeneration process for production of energy and iron materials
US5064174A (en) * 1989-10-16 1991-11-12 Northern States Power Company Apparatus for production of energy and iron materials, including steel
CA2037860C (en) * 1990-03-08 2001-07-31 Paul Katona Waste processing
US5078752A (en) * 1990-03-12 1992-01-07 Northern States Power Company Coal gas productions coal-based combined cycle power production
US5645615A (en) * 1992-08-13 1997-07-08 Ashland Inc. Molten decomposition apparatus and process
US5395405A (en) * 1993-04-12 1995-03-07 Molten Metal Technology, Inc. Method for producing hydrocarbon gas from waste
US5744117A (en) * 1993-04-12 1998-04-28 Molten Metal Technology, Inc. Feed processing employing dispersed molten droplets
US5537940A (en) * 1993-06-08 1996-07-23 Molten Metal Technology, Inc. Method for treating organic waste
US6254652B1 (en) * 1995-04-13 2001-07-03 Marathon Ashland Petroleum Llc At least three-step molten metal decomposition process cycle
US6350289B1 (en) * 1995-04-13 2002-02-26 Marathon Ashland Petroleum Llc Two-zone molten metal hydrogen-rich and carbon monoxide-rich gas generation process
US6685754B2 (en) 2001-03-06 2004-02-03 Alchemix Corporation Method for the production of hydrogen-containing gaseous mixtures
CN110396435A (zh) 2019-09-03 2019-11-01 牛强 一种双熔浴有机固废喷吹气化装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2316768A1 (de) * 1973-04-04 1974-10-17 Krupp Gmbh Verfahren zum frischen von metallen, insbesondere roheisen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DD126201A5 (de) * 1975-05-09 1977-06-29

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5244564B2 (de) * 1974-05-15 1977-11-09
DE2520938C3 (de) * 1975-05-10 1980-03-06 Eisenwerk-Gesellschaft Maximilianshuette Mbh, 8458 Sulzbach-Rosenberg Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines im wesentlichen aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff bestehenden Reduktionsgases
DE2713864A1 (de) * 1977-03-29 1978-10-05 Wijk O Verfahren zur herstellung einer kohlenoxydgas und wasserstoffgas zur weiterveredlung oder verbrennung enthaltenden gasmischung
DE2750725A1 (de) * 1977-11-12 1979-05-17 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines im wesentlichen co und h tief 2 enthaltenden gases

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2316768A1 (de) * 1973-04-04 1974-10-17 Krupp Gmbh Verfahren zum frischen von metallen, insbesondere roheisen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DD126201A5 (de) * 1975-05-09 1977-06-29

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MIETZNER, J., Dissertation: T.H. Aachen, 1980, S. 43, 49 *
SCHILLING, H.-D. u.a.: Kohlenvergasung, 1976, S. 234-239 *
ULLMANN: Encyklopädie der technischen Chemie, 14. Bd., 1977, S. 375, 383, 384 *

Also Published As

Publication number Publication date
SE426403B (sv) 1983-01-17
BR8202981A (pt) 1983-05-03
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JPS6338079B2 (de) 1988-07-28
AU8385082A (en) 1982-11-25
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AU550235B2 (en) 1986-03-13

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