DE3441355A1 - METHOD AND DEVICE FOR REDUCING OXIDIC MATERIAL - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Reduktion von oxidischem Material.The invention relates to a method and a device for reducing oxidic material.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein im Hinblick auf die Prozeßtechnologie sowie im Hinblick auf die Energieausnutzung optimales Reduktionsverfahren zu verwirklichen, welches ein besonders leicht steuerbares Gaserzeugungssystem besitzt, wobei das Verfahren außerdem so flexibel sein soll, daß der Hauptteil des ursprünglich zur Reduktion des oxidischen Materials verwendeten Reduktionsgases erneut verwendet werden kann, um frisches Reduktionsgas zu erzeugen.The invention has set itself the task of one with regard to the process technology as well as with regard to the use of energy to realize optimal reduction process, which is a particularly easily controllable gas generation system and the procedure should also be flexible enough to that most of the reducing gas originally used to reduce the oxidic material is reused can be to generate fresh reducing gas.
Gekennzeichnet ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Reduktion von oxidischem Material im wesentlichen dadurch, daßThe method for reduction according to the invention is identified of oxidic material essentially in that
a) ein hauptsächlich aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff bestehendes Reduktionsgas aus einem kohlenstoffhaltigen und/oder kohlenwasserstoffhaltigen Ausgangsmaterial hergestellt wird, wobei dieses Ausgangsmaterial zusammen mit einem Oxidationsmittel und wahlweise ebenfalls einem Schlackenbildner in eine. Vergasungszone oder eine Vergasungskammer eingebracht wird, während gleichzeitig Wärmeenergie von wenigstens einem Plasmagenerator zugeführt wird;a) a reducing gas consisting mainly of carbon monoxide and hydrogen from a carbon-containing one and / or produced hydrocarbon-containing starting material is, this starting material together with an oxidizing agent and optionally also one Slag builder into one. Gasification zone or a gasification chamber is introduced while simultaneously Heat energy is supplied from at least one plasma generator;
b) das derart hergestellte Reduktionsgas auf eine für den nachfolgenden Reduktionsprozeß geeignete Temperatur gebracht und anschließend in einen Reduktionsschachtofen eingeleitet wird, welcher das zu reduzierendeb) the reducing gas produced in this way to a temperature suitable for the subsequent reduction process brought and then in a reduction shaft furnace is initiated, which is to be reduced
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oxidische Material enthält, wobei dieses Gas im Gegenstrom zu dem oxidischen Material geleitet wird;.contains oxidic material, this gas being passed in countercurrent to the oxidic material ;.
c) im wesentlichen das gesamte Wasser und staubartige Teilchen aus dem nach Reduktion des oxidischen Materials im Hinblick auf seine Reduktionsfähigkeit teilweise verbrauchten und oxidierende Bestandteile wie Kohlendioxid und Wasser sowie staubartige Teilchen enthaltenden Reduktionsgas entfernt werden und dasselbe im wesentlichem dem Prozeß wieder zugeführt wird;.c) essentially all of the water and dust-like particles from the after reduction of the oxidic material In view of its ability to reduce, partially consumed and oxidizing components such as Reducing gas containing carbon dioxide and water and dusty particles are removed, and the same is essentially fed back into the process.
d) zumindest ein kleiner Teilstrom des zur Rückführung in den Prozeß vorgesehenen, teilweise verbrauchten Gases zur Druckregelung des gesamten Gasstromes dem System entzogen wird; undd) at least a small partial flow of the partially consumed flow provided for return to the process Gas is withdrawn from the system to regulate the pressure of the entire gas flow; and
e) zumindest ein kleiner Teilstrom des zur Rückführung in den Prozeß vorgesehenen, teilweise verbrauchten Gases zwecks Einstellung des H_/CO-Verhältnisses im fertigen Gas durch einen CO2~Wäscher geleitet wird.e) at least a small partial flow of the partially consumed gas provided for recirculation into the process is passed through a CO 2 scrubber for the purpose of setting the H_ / CO ratio in the finished gas.
Zweckmäßigerweise erfolgt die Druckregelung im System durch eine geringe Gasabgabe. Der zur Druckregelung abgelassene Gasstrom wird zweckmäßigerweise abgefackelt oder wird anderweitig ausgenutzt, z.B. zum Trocknen des im Verfahren verwendeten kohlenstoffhaltigen Materials.The pressure control is expediently carried out in the system a low gas emission. The gas flow released for pressure regulation is expediently flared or otherwise exploited, e.g. for drying the carbonaceous material used in the process.
Vorzugsweise wird der Gasstrom abgelassen, nachdem das die Reduktionsstufe verlassende Gas zumindest teilweise von Wasserdampf und/oder staubartigen Teilchen befreit wurde.The gas stream is preferably released after the gas leaving the reduction stage is at least partially replaced by water vapor and / or dust-like particles have been freed.
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Das verwendete Oxidationsmittel besteht zweckmäßigerweise aus Sauerstoff und/oder Wasser und/oder Luft und/oder Umlaufgas, welches der Reäktionszone insgesamt oder teilweise durch den Plasmagenerator zugeführt wird. Wahlweise kann das Oxidationsmittel auch vorgewärmt werden.The oxidizing agent used expediently consists of Oxygen and / or water and / or air and / or circulating gas, which is fed to the reaction zone in whole or in part by the plasma generator. Optionally, the oxidizing agent also be preheated.
Vorzugsweise wird das kohlenstoffhaltige und/oder kohlenwasserstoffhaltige Ausgangsmaterial zur Erzeugung des Redu tionsgases in Pulverform und/oder flüssiger Form und/oder stückiger Form.verwendet.Preferably, the carbon-containing and / or hydrocarbon-containing Starting material for generating the reduction gas in powder form and / or liquid form and / or lumpy form. used.
Erfindungsgemäß wird eine Verbrennungszone zweckmäßigerweise im unteren Bereich eines mit festem kohlenstoffhaltigem Material in stückiger Form gefüllten schachtförmigen Gasgenerators ausgebildet, wobei vorzugsweise Koks als Füllung verwendet wird. : According to the invention, a combustion zone is expediently formed in the lower region of a shaft-shaped gas generator filled with solid carbonaceous material in lump form, with coke preferably being used as the filling. :
Erfindungsgemäß wird ein Teilstrom des teilweise verbrauchten Gases, welches CO enthält, dem Reduktionsschachtofen entnommen und in den mit stückigem Reduktionsmaterial gefüllten Gasgenerator von oben und in einem geeigneten Abstand von der Verbrennungszone eingeleitet, um die Hitze in der Schachtfüllung auszunutzen, um H«0 in EL· + CO und das Kohlendioxid in Kohlenmonoxid umzuwandeln. Ein Teilstrom dieses Rückstromes an verbrauchtem Reduktionsgas vom Schachtofen kann auch als Trägergas für das Einbringen eines pulverförmigen kohlenstoffhaltigen Materials und/oder eines Schlackenbildners zusammen wahlweise mit Schwefelakzeptoren unmittelbar vor dem Plasmagenerator verwendet werden. Ein Teilström dieses RückstromesAccording to the invention, a partial flow of the partially consumed gas which contains CO is withdrawn from the reduction shaft furnace and into the gas generator filled with lumpy reducing material from above and at a suitable distance from the Combustion zone initiated to the heat in the manhole filling to exploit H «0 in EL · + CO and the carbon dioxide convert to carbon monoxide. A partial flow of this return flow of used reducing gas from the shaft furnace can also be used as Carrier gas for the introduction of a powdery carbonaceous material and / or a slag former together optionally used with sulfur acceptors immediately before the plasma generator. Part of this return flow
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an verbrauchtem REduktionsgas vom Schachtofen wird auch als Trägergas für die durch den Plasmagenerator zugeführte Wärmeenergie verwendet.of used REduction gas from the shaft furnace is also used as a carrier gas for the thermal energy supplied by the plasma generator used.
Vorzugsweise wird der COo-Gehalt des dem Verfahren wieder zuzuführenden Rückstromgases dadurch eingestellt, daß eine gewünschte Menge an Rückstromgas durch einen CCL-Wäscher geleitet wird.The CO o content of the reflux gas to be fed back into the process is preferably adjusted by passing a desired amount of reflux gas through a CCL washer.
Zweckmäßigerweise wird das in dem Gasgenerator erzeugte Reduktionsgas von irgendwelchen Schwefelverunreinigungen befreit, indem geeignete Schwefelakzeptoren in die Schachtfüllung eingebracht werden und/oder indem das abgezogene Gas durch einen Schwefelfilter hindurchgeleitet wird. Alternativ können Schwefelakzeptoren auch in die Vergasungszone eingeblasen werden.The reducing gas generated in the gas generator is expediently used freed of any sulfur impurities by adding suitable sulfur acceptors to the manhole filling be introduced and / or by passing the withdrawn gas through a sulfur filter. Alternatively sulfur acceptors can also be blown into the gasification zone will.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung wird die Temperatur des der Verbrennungszone des Gasgenerators entnommenen Reduktionsgases auf eine Endtemperatur zwischen 700 und 10000C gesteuert,According to a further proposal of the invention, the temperature of the reducing gas withdrawn from the combustion zone of the gas generator is controlled to a final temperature between 700 and 1000 ° C.
a) indem es mit einer derartigen Menge des teilweise verbrauchten Reduktionsgases aus dem Reduktionsschachtofen vermischt wird und/oder a) by being mixed with such an amount of the partially used reducing gas from the reduction shaft furnace and / or
b) einer Kühlung unterworfen wird und/oderb) is subjected to cooling and / or
c) ihm eine derartige Menge an Wasser und/oder Wasserdampf zugesetzt wird, daßc) him such an amount of water and / or water vapor is added that
die gewünschte Temperatur erreicht wird.the desired temperature is reached.
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Wenn nur eine geringe Menge dieses teilweise verbrauchten Reduktionsgases für die Temperatursteuerung verwendet wird, wird dieses teilweise verbrauchte Reduktionsgas beim Durchgang durch den unmittelbar hinter dem Gasauslaß vom oberen Teil des Reduktionsschachtofens angeordneten Gaswäscher abgekühlt, sodaß die gewünschte Endtemperatur der Gasmischung ohne weiteres erzielbar ist. Wenn jedoch ein starker Rückstrom mit dem frisch erzeugten Reduktionsgas vermischt wird, wird dieser Rückstrom zweckmäßigerweise vor der Vermischung mit dem Reduktionsgas beispielsweise unter Einsatz eines Plasmagener tors erwärmt.If only a small amount of this partially consumed reducing gas is used for temperature control, is this partially used reducing gas when passing through the immediately after the gas outlet from the upper Part of the reduction shaft furnace arranged gas scrubber cooled, so that the desired final temperature of the gas mixture can easily be achieved. However, if a strong reverse current is mixed with the freshly generated reducing gas, this return flow is expediently before the mixing heated with the reducing gas, for example using a plasma generator.
Vorzugsweise wird der CO2-Gehalt des zur Temperaturregelung des im Gasgenerator erzeugten Reduktionsgases verwendeten Teilstromes an rückgeführtem Gichtgas eingestellt wird, bevor dieser Teilstrom mit dem Reduktionsgas vermischt wird.The CO 2 content of the partial flow of recirculated furnace gas used to regulate the temperature of the reducing gas generated in the gas generator is set before this partial flow is mixed with the reducing gas.
Des weiteren kann dem fertigen Reduktionsgas H3S zugesetzt werden, um Rußablagerungen vorzubeugen. Furthermore, H 3 S can be added to the finished reducing gas in order to prevent soot deposits.
Bevorzugte wird das Reduktionsgas mittels einer zweistufigen Vergasung erzeugt, bei welcher das Ausgangsmaterial teilweise verbrannt und zumindest teilweise in einer Vergasungskammer vergast wird, woraufhin diese Gasmischung in einen eine Schüttung aus kohlenstoffhaltigem, stückigem Material enthaltenden Schacht eingeleitet wird und der physikalische Wärmegehalt der Mischung aus der Vergasungskammer in der Schüttung aus kohlenstoffhaltigem, stückigem Material ausgenutzt wird, um den Gehalt an Kohlendioxid und Wasser im The reducing gas is preferred by means of a two-stage Gasification generated in which the starting material is partially burned and at least partially in a gasification chamber is gasified, whereupon this gas mixture is converted into a bed of carbonaceous, lumpy material containing Is introduced and the physical heat content of the mixture from the gasification chamber in the Filling of carbonaceous, lumpy material is used to reduce the content of carbon dioxide and water in the
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Gas zu verringern, wobei der Gaserzeugungsprozeß derart gesteuert wird, daß das abgezogene Gas eine für einen nachfolgenden Prozeßschritt geeignete Temperatur und Zusammensetzung hat-.To reduce gas, the gas generation process is controlled so that the withdrawn gas for a subsequent Process step has suitable temperature and composition.
Eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Reduktion von oxidischem Material unter gleichzeitiger Erzeugung eines geeig- . neten Rückstrom- oder Umlaufgases zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im wesentlichen gekennzeichnet durch einen Gasgenerator für Reduktionsgas mit einer Reaktionskammer, wenigstens einem Plasmagenerator mit im Boden der Reaktionskammer liegender Mündung, einem an den Gasgenerator wahlweise über einen Schwefelfilter angeschlossenen Schachtofen, welcher das zu reduzierende oxidische Material enthält, einen im oberen Teil dieses Schachtofens angeordneten Gasauslaß, einen neben diesem Gasauslaß angeordneten Abscheider für Wasser und staubartige Teilchen aus dem austretenden Gasstrom und einen nachfolgenden Gasauslaß zur Druckregelung sowie eine Hauptruckführleitung für den Hauptteil dieses Gases zum Gasgenerator, und zwar wahlweise über einen COp-Wäscher. A device according to the invention for the reduction of oxidic material with simultaneous generation of a suitable. Neten backflow or circulating gas for carrying out the method according to the invention is essentially characterized by a gas generator for reducing gas with a reaction chamber, at least one plasma generator with in the bottom of the The mouth of the reaction chamber, a shaft furnace optionally connected to the gas generator via a sulfur filter, which contains the oxidic material to be reduced, a gas outlet arranged in the upper part of this shaft furnace, a separator arranged next to this gas outlet for water and dust-like particles from the exiting gas stream and a subsequent gas outlet for pressure regulation and a main return line for the main part of this Gas to the gas generator, optionally via a COp washer.
In die Hauptruckführleitung ist zweckmäßigerweise wenigstens ein Kompressor eingeschaltet.In the main return line is expediently at least a compressor switched on.
Zweckmäßigerweise ist die Hauptruckführleitung an einen CCL·- Wäscher angeschlossen. Der CO2~Wäscher besitzt vorzugsweise eine Nebenleitung, die in eine direkte Verlängerung der Hauptleitung zur Einspeisung von Umlaufgas in den GasgeneratorThe main return line is expediently connected to a CCL · washer. The CO 2 scrubber preferably has a secondary line which is a direct extension of the main line for feeding circulating gas into the gas generator
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einmündet und außerdem in eine zweite Hauptleitung, über welche praktisch CO,-freies Umlaufgas zwecks Temperaturregelung mit dem frisch erzeugten Reduktionsgas vermischt wird.opens and also into a second main line, through which practically CO, -free circulating gas is mixed with the freshly generated reducing gas for the purpose of temperature control will.
Weitere Merkmale und Besonderheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnungen; es zeigtFurther features and special features result from the the following description of two exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings; it shows
Fig.1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung mit einem einstufigem Gasgenerator; und1 shows a schematic representation of an inventive Device with a single-stage gas generator; and
Fig.2 eine schematische Darstellung eines abgewandelten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einrichtung mit einem zweistufigen Gasgenerator.2 shows a schematic representation of a modified Embodiment of the device according to the invention with a two-stage gas generator.
Die Einrichtung gemäß Fig.1 besitzt einen Reduktionsschachtofen 1 zur Reduktion von oxidischem, stückigem Material. Dieser Schachtofen 1 besitzt eine Beschickungseinrichtung zum Einbringen von zu reduzierendem oxidischem stückigem Material. Am Boden des Schachtofens befindet sich eine Einlaßleitung 3 für heißes Reduktionsgas, welches im wesentlichen aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff besteht, wobei dieses Gas im Gegenstrom durch den Schachtofen 1 hindurchgeleitet wird. Diese Auslaßleitung 4 ist mit einem Abscheider 5 für staubartige Teilchen und Wasser, einem sogenannten Gaswäscher, verbunden, von welchem das von Wasser und Staubteilchen befreite und gleichzeitig abgekühlte Gas einem zur Druckregelung vorgesehenen Auslaß 6 zuströmt und dann über eine Hauptrückleitung 7 zwecks erneuter Verwendung im Prozeß zurückgeführtThe device according to Figure 1 has a reduction shaft furnace 1 for the reduction of oxidic, lumpy material. This shaft furnace 1 has a charging device for introducing oxidic lumpy material to be reduced. There is an inlet pipe at the bottom of the shaft furnace 3 for hot reducing gas, which consists essentially of carbon monoxide and hydrogen, this Gas is passed through the shaft furnace 1 in countercurrent. This outlet line 4 is with a separator 5 for Dust-like particles and water, a so-called gas scrubber, connected, from which the water and dust particles were removed and at the same time cooled gas flows to an outlet 6 provided for pressure regulation and then via a main return line 7 returned for reuse in the process
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wird, wie noch zu beschreiben sein wird. Die Hauptrückleitung 7 enthält einen Kompressor 8.will, as will be described later. The main return line 7 contains a compressor 8.
Wenigstens ein Plasmagenerator 10 mündet in einen schachtförmigen Gasgenerator 11. Eine Lanze 12 für die Zufuhr von zur Gaserzeugung erforderlichem Material mündet ebenfalls in diesen Gasgenerator, während am Boden des Gasgenerators ein Auslaß vorgesehen ist.At least one plasma generator 10 opens into a shaft-shaped one Gas generator 11. A lance 12 for the supply of material required for gas generation also opens into this gas generator, while an outlet is provided at the bottom of the gas generator.
Hinter dem Kompressor 8 ist die Rückleitung 7 mit einem CO3-Wäscher verbunden. Diese Anordnung weist außerdem eine Nebenleitung 7a auf, die in eine direkte Verlängerung der zum Gasgenerator 11 führenden Rückleitung 7 für Umlaufgas einmündet. Sie mündet außerdem in eine zweite Hauptrückleitung 14 für Umlaufgas ein, wobei diese zweite Leitung 14 jedoch von CO3 praktisch freies Umlaufgas dem frisch erzeugten Reduktionsgas zu dessen Temperaturregelung zuführt.Downstream of the compressor 8, the return line 7 is connected to a CO 3 scrubber. This arrangement also has a secondary line 7a which opens into a direct extension of the return line 7 for circulating gas leading to the gas generator 11. It also opens into a second main return line 14 for circulating gas, this second line 14, however, supplying circulating gas, which is practically free of CO 3, to the freshly generated reducing gas in order to regulate its temperature.
Im Prinzip bietet diese Anordnung nachstehende Funktionsbequemlichkeiten: In principle, this arrangement offers the following functional conveniences:
über eine erste Abzweigleitung 16 kann die Leitung 14 mit dem oberen Bereich des Gasgenerators verbunden werden;The line 14 connected to the top of the inflator;
die Hauptrückleitung 7 kann über zusätzliche Abzweigleitungen 15 und 15a mit der Vergasungszone im unteren Bereich des Gasgenerators 11 verbunden werden, d.h. Umlaufgas kann vor dem Plasmagenerator durch die Leitung 15 und nach Verdichtung im Kompressor 8a über diethe main return line 7 can be connected to the gasification zone in the lower part via additional branch lines 15 and 15a Area of the gas generator 11 can be connected, i.e. circulating gas can before the plasma generator through the line 15 and after compression in the compressor 8a via the
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Leitung 15a hinter dem Plasmagenerator eingespeist werden, um diesen zu durchlaufen;Line 15a fed in behind the plasma generator be to go through this;
über eine weitere Abzweigleitung 17 kann die Leitung 14 mit dem vom Gasgenerator entnommenen Reduktionsgas, welches .den oberen Teil des Gasgenerators über eine Auslaßleitung 18 verläßt, verbunden werden, und über eine weitere Abzweigleitung 19 kann die Leitung 14 über eine Mischkammer 20 mit dem aus einem Schwefelfilter 22 über eine Leitung 21 ausströmenden Reduktionsgas verbunden werden, und schließlich kann die Leitung 14 mit der Reduktionsgasleitung 21 unmittelbar vor dem Eintritt des Reduktionsgases in den Reduktionsschachtofen 1 verbunden werden.Via a further branch line 17, the line 14 can be supplied with the reducing gas taken from the gas generator, which leaves the upper part of the gas generator via an outlet line 18, are connected, and via a further branch line 19 can connect the line 14 via a mixing chamber 20 with that of a sulfur filter 22 can be connected via a line 21 discharging reducing gas, and finally the line 14 with the reducing gas line 21 immediately before the Entry of the reducing gas into the reduction shaft furnace 1 can be connected.
Auf diese Weise läßt sich der CO^-Gehalt im Umlaufgas einwandfrei steuern.In this way, the CO ^ content in the circulating gas can be flawlessly steer.
Eine Speiseleitung 9 für das Oxidationsmittel, beispielsweise in Form von Sauerstoff und/oder Wasser und/oder Luft und/oder Umlaufgas, ist direkt mit dem Plasmagenerator 10, wahlweise nach Vorwärmung, verbunden, wobei dieses Oxidationsmittel der Reaktionszone im Boden des Gasgenerators 11 zugeführt werden kann.A feed line 9 for the oxidizing agent, for example in the form of oxygen and / or water and / or air and / or circulating gas, is directly connected to the plasma generator 10, optionally after preheating, this oxidizing agent fed to the reaction zone in the bottom of the gas generator 11 can be.
Die vorbeschriebene und in Fig.1 dargestellte Einrichtung arbeitet im Prinzip folgendermaßen:The device described above and shown in FIG works in principle as follows:
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Das REduktionsgas zur Reduktion des oxidischen Materials im Schachtofen 1, welches in denselben über die Einlaßleitung eingeleitet wird, wird im Prinzip im Gasgenerator 11 erzeugt, indem ein kohlenstoffhaltiges und/oder kohlenwasserstoffhaltiges Ausgangsmaterial zusammen mit Oxidationsmittel und wahlweise mit Schlackenbildnern einer Vergasungszone im unteren Teil des Gasgenerators 11 zugeführt wird, während gleichzeitig Wärmeenergie über wenigstens einen Plasmagenerator 10 zugeführt wird. Das auf diese Weise hergestellte Reduktionsgas wird dann im Prinzip auf eine für die nachfolgende Reduktion des oxidischen Materials im Schachtofen 1 geeignete Temperatur gebracht und in den Schachtofen 1 im Gegenstrom zu dem zu reduzierenden Material eingeblasen. Nach Reduktion des oxidischen Materials enthält das Reduktionsgas oxidierende Bestandteile wie beispielsweise Kohlendioxid und Wasser sowie staubartige Teilchen, und ist daher in Bezug auf seine Reduktionsfähigkeit teilweise verbraucht. Das Reduktionsgas wird durch die Gasauslaßleitung 4 von der Gicht des Reduktionsschachtofens abgezogen und anschließend von Wasser und staubartigen Teilchen im Gaswäscher 5 befreit. Ein geringer Teil des auf diese Weise im Gaswäscher 5 behandelten Gases, welches gleichzeitig dabei abgekühlt wurde, wird dann dem System über die Gasauslaßleitung 6 zwecks Temperaturregelung entnommen, während der Hauptstrom dieses Gases dem Prozeß durch die Rückleitung 7 erneut zugeführt wird, d.h. es kann erneut zur Erzeugung von Reduktionsgas verwendet werden.The reduction gas for reducing the oxidic material in the Shaft furnace 1, which is introduced into the same via the inlet line, is in principle produced in the gas generator 11, by adding a carbonaceous and / or hydrocarbonaceous starting material together with oxidizing agents and is optionally fed to a gasification zone in the lower part of the gas generator 11 with slag formers, while at the same time thermal energy is supplied via at least one plasma generator 10. The reducing gas produced in this way is then in principle to one suitable for the subsequent reduction of the oxidic material in the shaft furnace 1 Bred temperature and blown into the shaft furnace 1 in countercurrent to the material to be reduced. After reduction of the oxidic material, the reducing gas contains oxidizing constituents such as carbon dioxide and water as well dusty particles, and is therefore partially consumed in terms of its reducing ability. The reducing gas is withdrawn through the gas outlet line 4 from the top of the reduction shaft furnace and then from water and dusty Particles in the gas scrubber 5 freed. A small part of the gas treated in this way in the gas scrubber 5, which was cooled at the same time, is then taken from the system via the gas outlet line 6 for the purpose of temperature control, while the main flow of this gas is fed back into the process through the return line 7, i.e. it can again can be used to generate reducing gas.
Die Gaserzeugung im schachtförmigen Gasgenerator 11 kann auf verschiedene Weise erreicht werden. Pulveriges und/oderThe gas generation in the shaft-shaped gas generator 11 can can be achieved in several ways. Powdery and / or
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.flüssiges kohlenstoffhaltiges und/oder kohlenwasserstoffhaltiges Ausgangsmaterial kann in die Vergasungszone beispielsweise durch eine Zufuhrleitung 12 eingeblasen werden, in welchem Fall Oxidationsmittel wie beispielsweise Sauerstoff oder Wasserdampf in die Reaktionszone durch den Plasmagenerator eingebracht werden kann. Umlaufgas kann der Reaktionszone vor dem Plasmabrenner über die Leitung 15 zugeführt werden, oder das Gas kann durch den Plasmagenerator über die Leitung 15a zugeführt werden. Das kohlenstoffhaltige und/oder kohlenwasserstoffhaltige Ausgangsmaterial kann auch in stückiger Form über die Gicht des Gasgenerators zugeführt werden, sodaß die Vergasungszone im unteren Teil des mit festem kohlenstoffhaltigem Material in stückiger Form gefüllten Gasgenerators ausgebildet wird. Zweckmäßigerweise wird als kohlenstoffhaltige Füllung des Gasgenerators Koks verwendet..liquid, carbonaceous and / or hydrocarbonaceous Starting material can be blown into the gasification zone, for example through a feed line 12, in which case oxidizing agents such as oxygen or water vapor into the reaction zone through the plasma generator can be introduced. Recycle gas can enter the reaction zone upstream of the plasma torch via line 15 or the gas can be fed through the plasma generator via the Line 15a are supplied. The carbon-containing and / or hydrocarbon-containing starting material can also be in lumpy form Form can be fed via the gas generator's furnace, so that the gasification zone in the lower part of the with solid carbonaceous material is formed in lump form filled gas generator. Appropriately, as carbonaceous filling of the gas generator used coke.
Außerdem kann Wasser oder ein Teil des teilweise verbrauchten Reduktionsgases, welches dem Reduktionsschachtofen 1 über die Leitung 7 und die Abzweigleitung 16 entzogen wurde, ebenfalls in den Gasgenerator 11 eingebracht werden, welcher in diesem Fall mit stückigem Reduktionsmaterial gefüllt ist. In diesem Fall werden Wasser oder verbrauchtes Reduktionsgas über der Vergasungszone selbst und in einem geeigneten Abstand von derselben eingebracht, wodurch die Hitze der Schachtfüllung ausgenutzt wird, um H2O in H, + CO und Kohlendioxid in Kohlenmonoxid umzuwandeln.In addition, water or part of the partially used reducing gas, which was withdrawn from the reduction shaft furnace 1 via the line 7 and the branch line 16, can also be introduced into the gas generator 11, which in this case is filled with lumpy reducing material. In this case, water or spent reducing gas is introduced above the gasification zone itself and at a suitable distance therefrom, whereby the heat of the shaft filling is used to convert H 2 O to H, + CO and carbon dioxide to carbon monoxide.
Die Gaserzeugung im Gasgenerator ,11 kann auch dadurch erreicht werden, daß pulveriges, kohlenstoffhaltiges Material,The gas generation in the gas generator 11, 11 can also be achieved in this way be that powdery, carbonaceous material,
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wahlweise mit Schwefelakzeptoren und/oder Schlackenbildnern mittels Wasserdampf oder einem Trägergas eingeblasen wird, welches aus teilweise verbrauchtem Reduktionsgas eines Teilstromes besteht, der dem Reduktionsschachtofen entnommen wurde, oder aus Sauerstoff oder einer Mischung von Sauerstoff und Wasserdampf.is optionally blown in with sulfur acceptors and / or slag formers by means of steam or a carrier gas, which consists of partially consumed reducing gas of a partial flow that is taken from the reduction shaft furnace or from oxygen or a mixture of oxygen and water vapor.
Das im Gasgenerator 11 erzeugte Reduktionsgas kann entschwefelt werden, indem beispielsweise ein geeigneter Schwefelakzeptor der Schachtfüllung zugesetzt wird, oder indem Schwefelakzeptoren in die Vergasungszone eingeblasen werden oder indem das in dem Gasgenerator erzeugte Gas über die Auslaßleitung 18 einem Schwefelabscheidefilter 22 zugeleitet wird. Irgendwelche übrigbleibenden Schwefelverunreinigungen werden von dem im unteren Teil des Reduktionsschachtofens reduzierten Metalloxid absorbiert. The reducing gas generated in the gas generator 11 can be desulfurized by adding a suitable sulfur acceptor to the manhole filling, for example, or by blowing sulfur acceptors into the gasification zone or by transferring the gas generated in the gas generator the outlet line 18 is fed to a sulfur separation filter 22. Any remaining sulfur impurities are absorbed by the reduced metal oxide in the lower part of the reduction shaft furnace.
Das Reduktionsgas wird im allgemeinen auf einem Temperaturbereich von 1000-15000C gehalten. Allerdings kann ein derart heißes Reduktionsgas nicht direkt zur Reduktion im Reduktionsschachtofen verwendet werden, sodaß seine Temperatur herabgesetzt werden muß, bevor es in den Schachtofen 1 eingeleitet wird. Dies kann im Rahmen der Erfindung auf verschiedene Weise erfolgen.The reducing gas is generally maintained at a temperature range of 1000-1500 0 C. However, such a hot reducing gas cannot be used directly for reduction in the reduction shaft furnace, so that its temperature must be reduced before it is introduced into the shaft furnace 1. This can be done in various ways within the scope of the invention.
Beispielsweise kann das aus dem Gasgenerator 11 ausströmende Reduktionsgas über die Leitung 18 mit einem geeigneten Teilstrom von Umlaufgas vermischt werden. Dies geschieht über die Leitung 14, sodaß die Temperatur der Gasmischung zwischenFor example, that flowing out of the gas generator 11 can Reducing gas via line 18 with a suitable substream be mixed by circulating gas. This is done via line 14, so that the temperature of the gas mixture between
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Leitung 14, soäaß die Temperatur der Gasmischung zwischen 700 und 10000C liegt. Alternativ kann diese Vermischung mit einem Teilstrom des vom Reduktionsschachtofen 1 zurückgeführten Gases dadurch erreicht werden, daß das Reduktionsgas nach Durchlaufen des Schwefelfilters 22, d.h. auf seinem Wege von der Leitung 14 zur Leitung 3, vermischt wird. Wenn ein geringer Teilstrom an Umlaufgas aus der Leitung 14 verwendet wird, sollte dies ausreichen, um die gewünschte Abkühlung des erzeugten Reduktionsgases zu bewirken. Wenn allerdings eine überaus große Menge an Umlaufgas dem Reduktionsgas zugemischt wird, sollte ein derart starker.Strom vorzugsweise auf die genaue Temperatur in der Mischkammer 20 aufgeheizt werden. Diese Aufheizung kann beispielsweise mittels eines Plasmagenerators erfolgen.Line 14, so the temperature of the gas mixture is between 700 and 1000 0 C. Alternatively, this mixing with a partial flow of the gas returned from the reduction shaft furnace 1 can be achieved in that the reducing gas is mixed after passing through the sulfur filter 22, ie on its way from the line 14 to the line 3. If a small partial flow of circulating gas is used from line 14, this should be sufficient to bring about the desired cooling of the reducing gas produced. However, if an extremely large amount of circulating gas is mixed with the reducing gas, such a strong current should preferably be heated to the precise temperature in the mixing chamber 20. This heating can take place, for example, by means of a plasma generator.
Die Temperatureinstellung kann auch dadurch erreicht werden, daß ein Teilstrom des erzeugten Gases durch Leitungen 21 und 19 durch eine als Kühler wirkende Mischkammer 20 geleitet wird.The temperature setting can also be achieved in that a partial flow of the gas generated through lines 21 and 19 is passed through a mixing chamber 20 acting as a cooler.
Außerdem kann die erforderliche Temperatureinstellung auch zumindest teilweise durch die Zufuhr von Wasser und/oder. Wasserdampf über eine Zufuhrleitung 24 erfolgen. Diese Maßnahme verhindert auch das Entstehen von Rußablagerungen.In addition, the required temperature setting can also at least partially by the supply of water and / or. Water vapor take place via a supply line 24. This measure also prevents the formation of soot deposits.
Um das Aufkohlungspotential des erzeugten Reduktionsgases zu steuern und um eine Methanisierung, zu verhindern, können geeignete kohlenstoffhaltige Materialien wie beispielsweise Methan, Methanol und/oder Propan über die Leitung 25 zugeführt werden.About the carburization potential of the reducing gas produced to control and to prevent methanation, suitable carbonaceous materials such as Methane, methanol and / or propane are fed in via line 25.
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Rußablagerungen kann auch dadurch entgegengewirkt werden, daß H0S über die Leitung 26 eingeblasen wird.Soot deposits can also be counteracted in that H 0 S is blown in via line 26.
Ein wichtiges Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der COρ-Gehalt in dem zur Steuerung der Temperatur des Reduktionsgases verwendeten Umlaufgas fortlaufend durch die C0o-Wascheinrichtung gesteuert werden kann.An important feature of the invention is that the COρ content can be continuously controlled in the used to control the temperature of the reducing gas circulated by the gas C0 o -Wascheinrichtung.
Die vorbeschriebene Erzeugung von Reduktionsgas im schachtartigen Gasgenerator 11 kann auch durch eine zweistufige Vergasung durchgeführt werden, wie dies in Fig.2 dargestellt ist.The above-described generation of reducing gas in the shaft-like gas generator 11 can also be carried out in two stages Gasification can be carried out as shown in Figure 2.
Die erfindungsgemäße Gaserzeugung bietet wichtige technische Vorteile. Die Gaserzeugung kann bei derartigen Temperaturen durchgeführt werden, daß die Asche eine leicht handhabbare Schlacke bildet, welche abgelassen wird, ohne daß Verstopfungsprobleme im Prozeß entstehen. Der Wasserstoffgehalt im Reduktionsgas kann auf einen für den Reduktionsprozeß geeigneten Prozentsatz gesteuert werden, indem Wasser und/oder Sauerstoff in der Gaserzeugungsstufe und in der Temperatursteuerstufe gesteuert eingeblasen wird. Auch im Hinblick auf den Energieverbrauch wird ein optimaler Reduktionsprozeß und ein bequem steuerbares Gaserzeugungssystem verwirklicht. Die Steuerung der Anteile von H0O und CO0 in der Leitung 3 kann infolgedessen in der Weise ausgeführt werden, daß die Strömung in den Leitungen 14 bis 18 sowie 21 und 3 bezw. auch in der Leitung 24 eingestellt wird.The gas generation according to the invention offers important technical advantages. The gas generation can be carried out at such temperatures that the ash forms an easily manageable slag which is discharged without causing clogging problems in the process. The hydrogen content in the reducing gas can be controlled to a percentage suitable for the reduction process in that water and / or oxygen is blown in in a controlled manner in the gas generation stage and in the temperature control stage. An optimal reduction process and a conveniently controllable gas generation system are also achieved with regard to energy consumption. The control of the proportions of H 0 O and CO 0 in line 3 can consequently be carried out in such a way that the flow in lines 14 to 18 and 21 and 3 respectively. is also set in line 24.
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Wie bereits erwähnt, kann die Entschwefelung statt durch einen besonderen Schwefelfilter auch direkt· in dem Gasgenerator eingebaut werden, indem die Koksschüttung beispielsweise mit geeignetem Material versehen wird oder.indem geeignetes Material in die Vergasungszone eingeblasen wird.As already mentioned, the desulfurization can take place through a special sulfur filter can also be installed directly in the gas generator by removing the coke bed, for example is provided with suitable material or.indem suitable Material is blown into the gasification zone.
Die in Fig.2 darge teilte abgewandelte Ausführung der erfindungsgemäßen Einrichtung besitzt anstelle des einstufigen Gasgenerators 11 gemäß Fig.1 einen zweistufigen Gasgenerator 31. Die Einrichtung ist im übrigen nach den gleichen Prinzipien wie die in Fig.1 dargestellte Einrichtung aufgebaut.The modified embodiment of the invention shown in FIG. 2 Darge Instead of the single-stage gas generator 11 according to FIG. 1, the device has a two-stage gas generator 31. The device is otherwise constructed according to the same principles as the device shown in FIG.
Der zweistufige Gasgenerator gemäß Fig.2 besitzt eine Vergasungskammer 29 und einen mit einer Koksschüttung 31 gefüllten Schacht 30.The two-stage gas generator according to Figure 2 has a gasification chamber 29 and a shaft 30 filled with a bulk coke 31.
Die Vergasungskammer 29 besitzt einen wassergekühlten Außenmantel 32 sowie eine feuerfeste Auskleidung 33 und ist vorzugsweise im wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Vorzugsweise sind außerdem rund um den Schacht 30 mehrere Vergasungskammern angeordnet. The gasification chamber 29 has a water-cooled outer jacket 32 and a refractory lining 33 and is preferably substantially cylindrical. Preferably a plurality of gasification chambers are also arranged around the shaft 30.
Der Schacht 30 besitzt einen unteren Schlackenauslaß 34 und einen oberen Gasauslaß 35. Koks in stückiger Form wird dem Schacht durch eine gasdichte Zuführung 36 am Kopf zugeführt. Die Mündung der Vergasungskammer 29 befindet sich im unteren Teil des Schachtes, und das Gas strömt durch die Koksschüttung nach oben und durch den Gasauslaß aus dem Schacht heraus. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dient der Schlackenauslaß 34 für die Vergasungskammer und den Schacht gemeinsam.The shaft 30 has a lower slag outlet 34 and an upper gas outlet 35. Coke in lump form is the Well fed through a gas-tight feed 36 at the head. The mouth of the gasification chamber 29 is in the lower Part of the shaft, and the gas flows up through the bed of coke and out of the shaft through the gas outlet. at In the illustrated embodiment, the slag outlet 34 is used for the gasification chamber and the shaft together.
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In Verbindung mit der Vergasungskammer ist wenigstens ein Brenner vorgesehen, welcher bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Plasmagenerator 37 besteht. Der Plasmagenerator ist mit der Vergasungskammer durch ein Ventil 38 verbunden. Oxidationsmittel wird in den Plasmagenerator durch eine Speiseleitung 9 geleitet oder kann auch vor den Plasmagenerator durch eine Speiseleitung 39 eingebracht werden. Das Oxidationsmittel kann auch aus einem Trägergas bestehen, welches durch den Plasmagenerator hindurchgeleitet wird, oder aus einem Umlaufgas, welches durch die Leitung 15a zugeführt wird. Das heiße turbulente Gas, welches im Plasmagenerator erzeugt wird, gelangt durch die Mündung 40 des Plasmagenerators in die Vergasungskammer. Der kohlenstoffhaltige Brennstoff, vorzugsweise in Pulverform, wird durch eine Speiseleitung 41 in einen Ringraum 42 eingeblasen, welcher konzentrisch um die Mündung des Plasmagenerators ausgebildet ist, und/oder durch eine Lanze 43, welche auch für die Zufuhr weiterer Zuschlänge wie beispielsweise Schlackenbildner verwendet werden kann.In connection with the gasification chamber, at least one burner is provided which, in the exemplary embodiment shown, consists of a plasma generator 37. The plasma generator is connected to the gasification chamber through a valve 38 tied together. Oxidizing agent is fed into the plasma generator through a feed line 9 or can also be in front of the plasma generator be introduced through a feed line 39. The oxidizing agent can also consist of a carrier gas, which is passed through the plasma generator, or from a circulating gas which is supplied through the line 15a will. The hot turbulent gas which is generated in the plasma generator passes through the mouth 40 of the plasma generator into the gassing chamber. The carbonaceous fuel, preferably in powder form, is fed through a feed line 41 blown into an annular space 42 which is formed concentrically around the mouth of the plasma generator, and / or by a lance 43, which is also used for supplying further cut lengths such as slag formers can be.
Im Schacht sind außerdem Lanzen 44 und 45 vorgesehen, durch welche wahlweise weiteres Oxidationsmittel wie beispielsweise H0O, CO9, zugesetzt werden kann, um die physikalische Überschußhitze im Gas auszunutzen. Dadurch lassen sich auch die Temperatur und die Zusammensetzung des Gases steuern.Lances 44 and 45 are also provided in the shaft, through which further oxidizing agents such as, for example, H 0 O, CO 9 , can optionally be added in order to utilize the physical excess heat in the gas. This also allows the temperature and the composition of the gas to be controlled.
Am Ausgang der Vergasungskammer ist ein erster Meßfühler 46. angeordnet, während ein zweiter Meßfühler 47 im Gasauslaß des Schachtes sitzt. Diese Meßfühler dienen zur Messung derA first sensor 46 is located at the exit of the gasification chamber. arranged, while a second sensor 47 is seated in the gas outlet of the shaft. These sensors are used to measure the
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Temperatur und/oder zur Analyse des Gases. Diese beiden Meßfühler geben die Möglichkeit, den Prozeß durch Steuerung der zugeführten Außenenergie und/oder der zugeführten Materialströme zu.steuern.Temperature and / or for analysis of the gas. These two sensors enable the process to be controlled by controlling the external energy supplied and / or the material flows supplied to.control.
Fig.2 zeigt nur ein Ausführungsbeispiel eines geeigneten zweistufigen Gasgenerators in einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei viele andere Lösungen ebenfalls denkbar sind. Beispielsweise können die Plasmageneratoren tangential am Umfang der Vergasungskammer angeordnet werden, sodaß in der Vergasungskammer eine umlaufende Strömung erzielt wird. Außerdem kann zur Erleichterung der Schlackenabscheidung die Vergasungskammer vertikal angeordnet werden, oder die Vergasungskammer und der Schacht können mit getrennten Schlackenauslässen versehen werden.Fig.2 shows only one embodiment of a suitable one two-stage gas generator in a plant for carrying out the method according to the invention, with many other solutions are also conceivable. For example, the plasma generators be arranged tangentially on the circumference of the gasification chamber, so that a circumferential Flow is achieved. In addition, the gasification chamber can be arranged vertically to facilitate the separation of slag or the gasification chamber and the shaft can be provided with separate slag outlets.
Bei der zweistufigen Vergasungseinrichtung gemäß Fig.2 wird das Ausgangsmaterial teilweise verbrannt und zumindest teilweise in der Vergasungskammer vergast, und die auf diese Weise erhaltene Mischung wird in einen Schacht eingebracht, welcher eine Schüttung aus kohlenstoffhaltigem Material in stückiger Form enthält. Der physikalische Wärmegehalt der Gasmischung, welche aus der Vergasungskammer austritt, wird dadurch in der Koksschüttung ausgenutzt, um den Gehalt an Kohlendioxid und Wasser im Gas zu reduzieren. Auf diese Weise kann der Gaserzeugungsprozeß derart gesteuert werden, daß das ausströmende Gas eine mit dem nachfolgenden Prozeßschritt ohne weiteres verträgliche Temperatur und Zusammensetzung aufweist.In the two-stage gasification device according to FIG the starting material is partially burned and at least partially gasified in the gasification chamber, and on this The mixture obtained in this way is introduced into a shaft, which is filled with a bed of carbonaceous material contains lumpy form. The physical heat content of the gas mixture exiting the gasification chamber becomes This is used in the coke bed to reduce the carbon dioxide and water content in the gas. In this way the gas generation process can be controlled so that the outflowing gas is one with the subsequent process step without has further compatible temperature and composition.
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Das vom Plasmagenerator herkommende heiße Trägergas erhält zweckmäßigerweise eine Drehbewegung, bevor es in die Vergasungskammer eingebracht wird, und der pulverige kohlenstoffhaltige Brennstoff kann konzentrisch um den heißen Gasstrom eingebracht.werden, welcher in die Vergasungskammer einströmt. Dadurch, daß das Material in der Vergasungskammer eine Drehbewegung erhält, ergibt sich eine Schutzschicht aus Schlacke an den inneren Wandungen der Vergasungskammer.The hot carrier gas coming from the plasma generator receives expediently a rotary movement before it enters the gasification chamber is introduced, and the powdery carbonaceous fuel can be concentric around the hot gas stream which flows into the gasification chamber. By keeping the material in the gasification chamber receives a rotary movement, there is a protective layer of slag on the inner walls of the gasification chamber.
Naturgemäß ist die Erfindung keineswegs auf die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele bestimmt, sondern kann auf mancherlei Weise abgewandelt werden. So kann beispielsweise zur Gaserzeugung durch Vorwärmung des Oxidationsmittels von außen her Wärmeenergie zugeführt werden.Naturally, the invention is in no way intended to be based on the exemplary embodiments described above, but can be based on various things Way to be modified. For example, gas can be generated by preheating the oxidizing agent from the outside Thermal energy are supplied.
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Claims (39)
einen Kohlenstoffträger, z.B. Methan, Propan und/oder Methanol in die Speiseleitung (3) einmündet.38. Device according to any one of claims 25 to 37, characterized in that a supply line (25) for
a carbon carrier such as methane, propane and / or methanol opens into the feed line (3).
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8306675A SE8306675L (en) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | KIT AND INSTALLATION FOR REDUCING OXID-CONTAINING MATERIAL |
SE8306673A SE8306673L (en) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | KIT AND INSTALLATION FOR REDUCING OXID-CONTAINING MATERIAL |
SE8403193A SE8403193L (en) | 1983-12-02 | 1984-06-14 | KIT AND INSTALLATION FOR REDUCING OXID-CONTAINING MATERIAL |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3441355A1 true DE3441355A1 (en) | 1985-06-13 |
DE3441355C2 DE3441355C2 (en) | 1987-05-27 |
Family
ID=27355299
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19843441355 Granted DE3441355A1 (en) | 1983-12-02 | 1984-11-13 | METHOD AND DEVICE FOR REDUCING OXIDIC MATERIAL |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
AU (1) | AU3525084A (en) |
BE (1) | BE901161A (en) |
BR (1) | BR8406067A (en) |
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FR (1) | FR2556001A1 (en) |
GB (1) | GB2150590A (en) |
IT (1) | IT1177075B (en) |
NO (1) | NO844802L (en) |
PL (1) | PL250670A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024052056A1 (en) * | 2022-09-05 | 2024-03-14 | Sms Group Gmbh | Method for the preparation of plastic waste by means of plasmalysis |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE453750B (en) * | 1984-06-14 | 1988-02-29 | Skf Steel Eng Ab | KIT FOR GASING OF FINE DISTRIBUTED COAL CONTENTS |
SE453304B (en) * | 1984-10-19 | 1988-01-25 | Skf Steel Eng Ab | KIT FOR MANUFACTURE OF METALS AND / OR GENERATION OF BATTLE FROM OXIDE ORE |
SE8501005L (en) * | 1985-03-01 | 1986-09-02 | Skf Steel Eng Ab | THERMAL REFORM OF THE GAS SHOULDER |
JPH01195226A (en) * | 1988-01-29 | 1989-08-07 | Kobe Steel Ltd | Smelting reduction method |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2932939A1 (en) * | 1978-08-15 | 1980-02-28 | Midrex Corp | METHOD FOR DIRECTLY REDUCING IRON OXIDE BY MEANS OF REDUCING GAS PRODUCED FROM FOSSIL FUEL |
DE3104405A1 (en) * | 1981-02-07 | 1982-08-12 | SKF Steel Engineering AB, 81300 Hofors | Process and apparatus for producing sponge iron |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3475160A (en) * | 1967-02-15 | 1969-10-28 | Exxon Research Engineering Co | Method of producing reducing gases for the fluidized bed reduction of ores |
BE791243A (en) * | 1971-12-23 | 1973-05-10 | Texaco Development Corp | PROCESS FOR PRODUCING A REDUCING GAS MIXTURE |
GB1475731A (en) * | 1973-03-26 | 1977-06-01 | Skf Ind Trading & Dev | Method of producing reduction gas |
US3853538A (en) * | 1973-07-20 | 1974-12-10 | Steel Corp | Use of reducing gas by coal gasification for direct iron ore reduction |
US4201571A (en) * | 1978-08-15 | 1980-05-06 | Midrex Corporation | Method for the direct reduction of iron and production of fuel gas using gas from coal |
CA1147964A (en) * | 1979-05-25 | 1983-06-14 | Francis J. Ii Harvey | Process for reducing spent gas generated in the production of sponge iron |
GB2093070B (en) * | 1981-02-11 | 1984-10-31 | Skf Steel Eng Ab | Manufacturing sponge iron |
BE887555A (en) * | 1981-02-17 | 1981-06-15 | Skf Steel Eng Ab | METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING IRON SPONGE |
-
1984
- 1984-10-30 IT IT23368/84A patent/IT1177075B/en active
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2932939A1 (en) * | 1978-08-15 | 1980-02-28 | Midrex Corp | METHOD FOR DIRECTLY REDUCING IRON OXIDE BY MEANS OF REDUCING GAS PRODUCED FROM FOSSIL FUEL |
DE3104405A1 (en) * | 1981-02-07 | 1982-08-12 | SKF Steel Engineering AB, 81300 Hofors | Process and apparatus for producing sponge iron |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024052056A1 (en) * | 2022-09-05 | 2024-03-14 | Sms Group Gmbh | Method for the preparation of plastic waste by means of plasmalysis |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IT8423368A1 (en) | 1986-04-30 |
ES8605454A1 (en) | 1986-04-01 |
DD229426A5 (en) | 1985-11-06 |
NO844802L (en) | 1985-06-03 |
FR2556001A1 (en) | 1985-06-07 |
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PL250670A1 (en) | 1985-07-16 |
GB2150590A (en) | 1985-07-03 |
IT1177075B (en) | 1987-08-26 |
IT8423368A0 (en) | 1984-10-30 |
ES538142A0 (en) | 1986-04-01 |
GB8427966D0 (en) | 1984-12-12 |
BR8406067A (en) | 1985-09-17 |
AU3525084A (en) | 1985-06-06 |
BE901161A (en) | 1985-03-15 |
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