DE3441362A1 - Verfahren und vorrichtung zur reduktion von oxidischem material bei gleichzeitiger erzeugung eines als brenngas geeigneten gases - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur reduktion von oxidischem material bei gleichzeitiger erzeugung eines als brenngas geeigneten gases

Info

Publication number
DE3441362A1
DE3441362A1 DE19843441362 DE3441362A DE3441362A1 DE 3441362 A1 DE3441362 A1 DE 3441362A1 DE 19843441362 DE19843441362 DE 19843441362 DE 3441362 A DE3441362 A DE 3441362A DE 3441362 A1 DE3441362 A1 DE 3441362A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
reducing gas
shaft furnace
reducing
gas generator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19843441362
Other languages
English (en)
Other versions
DE3441362C2 (de
Inventor
Björn Sala Hammarskog
Göran Hofors Mathisson
Sven Santén
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SKF Steel Engineering AB
Original Assignee
SKF Steel Engineering AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from SE8306674A external-priority patent/SE8306674L/xx
Priority claimed from SE8306675A external-priority patent/SE8306675L/xx
Priority claimed from SE8306673A external-priority patent/SE8306673L/xx
Priority claimed from SE8306672A external-priority patent/SE8306672L/xx
Priority claimed from SE8403192A external-priority patent/SE8403192L/xx
Application filed by SKF Steel Engineering AB filed Critical SKF Steel Engineering AB
Publication of DE3441362A1 publication Critical patent/DE3441362A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3441362C2 publication Critical patent/DE3441362C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0073—Selection or treatment of the reducing gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/06—Continuous processes
    • C10J3/08—Continuous processes with ash-removal in liquid state
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/20—Apparatus; Plants
    • C10J3/30—Fuel charging devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/12—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in electric furnaces
    • C21B13/125—By using plasma
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0943—Coke
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0959—Oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0973—Water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1807—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water
    • C10J2300/1823—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water for synthesis gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/20—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases
    • C21B2100/22—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by reforming
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/40—Gas purification of exhaust gases to be recirculated or used in other metallurgical processes
    • C21B2100/42—Sulphur removal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/60—Process control or energy utilisation in the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/64—Controlling the physical properties of the gas, e.g. pressure or temperature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/134—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Description

' ^ L L 1 *3 R
Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen ~
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Reduktion von oxidischem Material unter gleichzeitiger Erzeugung eines als Brenngas geeigneten Gases.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen optimalen Reduktionsprozeß zu verwirklichen, d.h. optimal in Bezug auf die Prozeßtechnologie sowie den Energieverbrauch mit einem besonders leicht gesteuerten Gaserzeugungssystem zur Erzeugung eines Reduktionsgases geeigneter Zusammensetzung, geeignetem Druck und geeigneter Temperatur. Gleichzeitig soll die Möglichkeit bestehen, gewünschte Mengen an Brenngas aus dem System zu entnehmen. Dabei soll der Prozeß eine derartige Flexibilität besitzen, daß ein geeigneter Teil des verbrauchten Reduktionsgases, welches dem Schachtofen entzogen wird, im Prozeß erneut Verwendung finden kann.
Gekennzeichnet ist das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen dadurch, daß
a) aus einem kohlenstoffhaltigen und/oder kohlenwasserstoff enthaltenden Ausgangsmaterial ein Reduktionsgas erzeugt wird, welches im wesentlichen Kohlenmonoxid, Wasserstoff, Kohlendioxid und Wasser enthält, wobei das Ausgangsmaterial zusammen mit einem Oxidationsmittel und wahlweise ebenfalls einem Schlackenbildner in eine Vergasungskammer eingebracht wird, während gleichzeitig durch partielle Verbrennung Wärmeenergie erzeugt wird;
34413^2
Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen
b) das derart erzeugte Gas, welches die Vergasungskammer bei einer über dem Aschenschmelzpunkt
Ay. liegenden Temperatur verläßt, in einem nach-
■W folgenden mit festem kohlenstoffhaltigem,
stückigem Material gefüllten Gasgenerator zu einem Reduktionsgas reformiert wird, welches
,— in der Hauptsache Kohlenmonoxid und Wasserstoff
enthält;
c) das das derart hergestellte Reduktionsgas auf eine für den nachfolgenden Reduktionsprozeß geeignete Temperatur gebracht wird, alsdann in einen Schachtofen eingeleitet wird, welcher das oxidische und chemisch zu reduzierende Material enthält, wobei dieses Reduktionsgas in diesem Schachtofen im Gegenstrom zu dem oxidischen Material geleitet wird; und
d) daß das diesem Schachtofen entnommene teilweise *~ verbrauchte Reduktionsgas im wesentlichen vom
gesamten Wasser und staubartigen Feststoffen befreit wird und der Hauptteil des so behandelten verbrauchten Gases als Brenngas verwendet wird.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung wird der Reformierungsschritt derart durchgeführt, daß das Reduktionsgas hauptsächlich Kohlenmonoxid und Wasserstoff mit einem Anteil von weniger als 10% an Kohlendioxid und Wasserdampf enthält.
Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen
- 10 -
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung wird als Oxidationsmittel im Gaserzeugungsprozeß Sauerstoffgas und maximal 20% H0O eingesetzt und dieses Oxidationsmittel mit wenigstens einem Teil des kohlenstoffhaltigen und/oder Kohlenwasserstoff enthaltenden Material vermischt in die Vergasungskammer durch einen Brenner eingebracht. Dieses Oxidationsmittel kann vor der Zuleitung zum Brenner vorgewärmt werden.
Als Schachtfüllung wird vorzugsweise Koks, eventuell mit Schwefelakzeptoren vermischt, verwendet. Alternativ kann pulverförmiges Flußmittel wahlweise zusammen mit Schwefelakzeptoren in das System in unmittelbarer Nähe des Brenners eingeblasen werden. Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung wird das in der Vergasungskammer erzeugte Reduktionsgas vorzugsweise in einem nachgeschalteten Schwefelfilter entschwefelt, bevor es abgekühlt wird. Normalerweise verläßt das erzeugte Reduktionsgas den Gasgenerator mit einer Temperatur zwischen 1000 und 15000C, woraufhin die Temperatur dieses erzeugten Reduktionsgases auf 700-10000C, vorzugsweise auf 825°C, gesteuert wird, bevor es in den Reduktionsschachtofen eingeleitet wird.
Ein weiterer Vorschlag der Erfindung geht dahin, daß das aus dem Gasgenerator austretende heiße Reduktionsgas
a) wahlweise nach der Entschwefelung mit einer bestimmten Menge an partiell verbrauchtem Reduktionsgas vermischt wird, welches dem Reduktionsschachtofen entnommen wurde, und/oder
b) durch eine Kühleinrichtung hindurchgeleitet wird,
*3 A Λ 1 Q ß ^ Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen . . -· -
um zu erreichen, daß die gewünschte Endtemperatur des Gases von 700 bis. 10000C, vorzugsweise 825°C, erreicht wird, bevor das Reduktionsgas in den Reduktionsschachtofen eingeleitet wird.
Eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist im wesentlichen gekennzeichnet durch einen Reduktionsgaserzeuger mit wenigstens einer Vergasungskammer mit wenigstens einem Brenner und einem Gasgenerator, ferner durch einen mit dem Gasgenerator wahlweise über einen Schwefelfilter verbundenen Schachtofen, welcher das zu reduzierende oxidische Material enthält, mit einem im oberen Teil dieses Schachtofens angeordneten ersten Gasauslaß, sodann durch einen neben diesem Gasauslaß liegenden Abscheider zur Entfernung von Wasser und staubartigen Feststoffen aus dem austretenden Gasstrom und einen anschließenden Gasauslaß zur Abgabe von als Brenngas geeignetem Gas und eine Hauptspeiseleitung zur Rückführung wenigstens eines Teilstromes des austretenden Gasstromes zur Regelung der Temperatur des Reduktionsgases, welches im Gasgenerator hergestellt wurde.
Weitere Besonderheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der einzigen Figur der beiliegenden Zeichnung, welche schematisch eine Art der Durchführung der Erfindung illustriert.
In der Figur zeigt das Bezugszeichen 1 einen Reduktionsschachtofen zur Reduktion von oxidischem stückigem Material. Dieser Schachtofen 1 besitzt eine Einrichtung 2 zum Einbringen des
Andrejewski, Honlce & Partner, Patentanwälte in Essen - ■ ■-
- 12 -
oxidischen stückigen Materials, welches in diesem Schachtofen reduziert werden soll. Am Boden des Schachtofens 1 ist eine Zufuhrleitung 3 für heißes Reduktionsgas angeordnet, wobei dieses Gas im wesentlichen Kohlenmonoxid und Wasserstoffgas enthält und im Gegenstrom zu dem stückigen Material durch den Schachtofen 1 geleitet wird, um anschließend durch einen ersten Gasauslaß 4 im oberen Bereich des Schachtofens entnommen zu werden. Diese Auslaßleitung 4 ist an einen Abscheider 5 angeschlossen, einen sogenannten Gaswäscher, in welchem staubartige Feststoffe und Wasser aus dem den Schachtofen 1 verlassenden verbrauchten Gas entfernt werden. Während Wasser und staubartige Feststoffe auf diese Weise dem verbrauchten Gas oder Gichtgas im Abscheider 5 entzogen werden, wird das Gas gleichzeitig abgekühlt. Irgendeine gewünschte Menge des verbrauchten Gases kann anschließend dem System als Brenngas durch einen Auslaß 6 entnommen werden. Ein Teil dieses verbrauchten Gases wird dem Prozeß erneut durch eine Leitung 7 zugeführt, wie dies im einzelnen noch zu beschreiben sein wird. Diese Leitung enthält wenigstens einen Kompressor 8.
Wenigstens ein Brenner 11 ist im unteren Teil einer Vergasungskammer 13 angeordnet. In diese Vergasungskammer 13 wird mittels einer Lanze 12 schlackenbildendes Flußmittel erforderlichenfalls zusammen mit Schwefelakzeptoren eingeblasen. Außerdem ist in der Vergasungskammer 13 ein Schlackenauslaß 15 vorgesehen. Diese Vergasungskammer 13 ist mit dem Boden eines koksgefüllten Gasgenerators oder Schachtes 14 verbunden. Dieser Gasgenerator 14 besitzt am oberen Ende einen Gasauslaß,
Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen * *
— 13 —
welcher über eine Leitung 16 mit einem Schwefelfilter 17 verbunden ist. Die Leitung 16 ist mit einem Auslaß 22 zur Entnahme von Gas versehen, welches als Brenngas verwendet werden soll. Ein weiterer Auslaß 22a für den gleichen Zweck kann in einer Leitung.18 unmittelbar hinter dem Filter 17 vorgesehen werden. Diese Leitung 18 verbindet den Filter 17 mit der Zufuhrleitung 3. Um eine Abkühlung des auf diese Weise erzeugten Red ktionsgases zu erreichen, kann ein Teil des Reduktionsgases über einen Abzweig 19, 21 der Leitung 18 durch eine Kühleinrichtung 20 geleitet werden.
Die Gasleitung 7 besitzt eine Abzweigleitung 23, welche mit der Leitung 18 unmittelbar vor der Zuführleitung 3 verbunden ist. Diese Leitung 18 ist unmittelbar vor der Gaszuführung 3 außerdem mit einer Speiseleitung 24 für EL· S und einer weiteren Speiseleitung 25 für einen Kohlenstoffträger wie beispielsweise Methan, Methanol und/oder Propanol verbunden. Auf diese Weise ist es möglich, den Kohlenstoffgehalt des erzeugten Reduktionsgases weiterhin zu steuern, bevor es in den Schachtofen 1 eingebracht wird. Die Zufuhr von H-S setzt bereits in geringen Mengen die Gefahr von Rußbildung im System herab.
Eine Speiseleitung 9 für Sauerstoffgas und eine Speiseleitung 10 für das kohlenstoffhaltige und/oder kohlenwasserstoffhaltige Material ist direkt mit dem Brenner 11 verbunden, um diese Stoffe durch den Brenner in die Vergasungskammer 13 einzubringen. Das Oxidationsmittel kann wahlweise vor dem Durchgang durch den Brenner 11 erwärmt werden.
Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen
Die in der Figur schematisch dargestellte Einrichtung arbeitet im Prinzip folgendermaßen:
Das zur chemischen Reduktion des oxidischen Materials im Schachtofen 1 benötigte Reduktionsgas, welches am Boden des Schachtofens über den Gaseinlaß 3 eingeleitet wird, wird im wesentlichen im Gasgenerator 14 erzeugt, indem ein kohlenstoffhaltiges und/oder kohlenwasserstoffhaltiges Ausgangsmaterial zusammen mit einem Oxidationsmittel und wahlweise einem Flußmittel in die Vergasungskammer 13 eingebracht wird, welche mit dem unteren Bereich des koksgefüllten Gasgenerators 14 verbunden ist. Das auf diese Weise erzeugte Reduktionsgas wird dann im Prinzip auf eine Temperatur gebracht, welche für die anschließende Reduktion des oxidischem Materials im Schachtofen 1 geeignet ist, und wird im Gegenstrom zu dem Material, welches im Schachtofen 1 reduziert werden soll, durch diesen hindurchgeleitet. Das verbrauchte Gas, welches dem Schachtofen 1 entzogen wird und in Bezug auf seine chemischen Reduktionsfähigkeiten teilweise verbraucht ist und durch die Reduktion dieses oxidischen Materials mit oxidierenden Bestandteilen wie Kohlendioxid und Wasser sowie mit staubartigen Feststoffen beladen ist, wird nach seiner Entnahme aus dem Reduktionsschachtofen 1 durch den Gasauslaß 4 im oberen Bereich des Schachtofens 1 durch einen Gaswäscher 5 geleitet, in welchem Wasser und staubartige Feststoffe entfernt werden. Durch diese Behandlung im Gaswäscher 5 wird das verbrauchte Gas ebenfalls abgekühlt und kann dann teilweise dem System über die Gasauslaßleitung 6 entnommen und als Brenngas verwendet werden. Alternativ kann ein steuerbarer Teilstrom dieses Gasstromes dem Prozeß über die Leitungen 7 und 23 erneut zugeführt werden.
Andrejewski, Honlce & Partner, Patentanwälte in Essen
- 15 -
Die Erzeugung von Reduktionsgas kann auf verschiedene Weise
durchgeführt werden. Beispielsweise kann pulverförmiges
und/oder flüssiges kohlenstoffhaltiges und/oder kohlenwasserstoffhaltiges Ausgangsmaterial zusammen mit einem Oxidationsmittel, welches 20% Wasserstoff enthält, durch den Brenner 11 in die Vergasungskammer 13 eingeblasen werden, welche mit dem unteren Teil des koksgefüllten Gasgenerators 14 verbunden ist. Das kohlenstoffhaltige und/oder kohlenwasserstoffhaltige Material kann auch in stückiger Form verwendet werden, in welchem Fall es über den oberen Teil des Gasgenerators 14 zugeführt
wird. Ein geeignetes kohlenstoffhaltiges Material ist in
dieser Beziehung Koks.
Das im Gasgenerator 14 erzeugte Reduktionsgas kann auch von
Schwefel befreit werden, indem ein geeigneter Schwefelakzeptor in die Generatorfüllung eingebracht oder in die Vergasungskammer eingeblasen wird oder indem das im Gasgenerator 14 erzeugte Gas durch einen Schwefelabscheide-Filter 17
geleitet wird, zu welchem eine Leitung 16 führt. Alternativ
können alle zurückbleibenden schwefelhaltigen Verbindungen
durch das reduzierte Metalloxid absorbiert werden, und zwar
im unteren Teil des ReduktionsSchachtofens 1.
Normalerweise wird das den Gasgenerator 14 verlassende Reduktilnsgas auf einer Temperatur zwischen 1000 und 15000C gehalten. Es ist jedoch nicht möglich, ein Reduktionsgas mit einer derart hohen Temperatur unmittelbar für den Reduktionsprozeß in dem Reduktionsschachtofen zu verwenden, sodaß die Temperatur des Reduktionsgases vor dem Einbringen in den Schachtofen 1 gesenkt werden muß. Dies kann auf mancherlei Weise im Rahmen der Erfindung erfolgen.
Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen
- 16 -
Beispielsweise kann das dem koksgefüllten Gasgenerator 14
über die Leitung 16 entnommene Reduktionsgas nach Durchlaufen des Filters 17 mit einem geeigneten Teilstrom von erneut in
Umlauf gebrachtem verbrauchtem Gas vom Schachtofen 1 über die Leitung 13 vermischt werden, sodaß die Temperatur der Gasmischung zwischen etwa 700 und 10000C liegt.
Die Temperatur des erzeugten Reduktionsgases kann auch dadurch gesteuert werden, daß ein Teilstrom des erzeugten Gases durch die Kühleinrichtung 20 geleitet wird.
Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Gaserzeugungsprozeß bietet überragende Vorteile in Bezug auf die Prozeßtechnologie. Der Gaserzeugungsprozeß kann bei Temperaturen durchgeführt werden, bei denen die Asche eine leicht beherrschbare Schlacke bildet, welche durch Ablaßöffnungen 15 im Boden der Vergasungskammer und/oder des koksgefüllten Gasgenerators 14 abgelassen werden kann, ohne daß problematische Blockierungen im Prozeß auftreten .

Claims (23)

Andrejewski, Honke & Partner Patentanwälte Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski Diplom-Ingenieur Dr.-lng. Manfred Honke Diplom-Physiker Dr. Karl Gepard Masch Anwaltsakte: 62 47 9/E-th 4300 Essen 1, Theaterplatz 3, Posif 100254 '>9. November 1984 Patentanmeldung SKF Steel Engineering AB P. 0. Box 202 S-813 00 HOFORS, Schweden Verfahren und Vorrichtung zur Reduktion von oxidischem Material bei gleichzeitiger Erzeugung eines als Brenngas geeigneten Gases. Patentansprüche.
1. Verfahren zur Reduktion von oxidischem Material unter gleichzeitiger Erzeugung eines als Brenngas geeigneten Gases, dadurch gekennzeichnet, daß
a) aus einem kohlenstoffhaltigen und/oder kohlenwasserstoff enthaltenden Ausgangsmaterial ein Reduktionsgas erzeugt wird, welches im wesentlichen Kohlenmonoxid,
Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen
Wasserstoff/ Kohlendioxid und Wasser enthält, wobei das Ausgangsmaterial zusammen mit einem Oxidationsmittel und wahlweise ebenfalls einem Schlackenbildner in eine Vergasungskammer (13) eingebracht wird, während gleichzeitig durch partielle Verbrennung Wärmeenergie erzeugt wird;
b) das derart erzeugte Gas, welches die Vergasungskammer bei einer über dem Aschenschmelzpunkt liegenden Temperatur verläßt, in einem nachfolgenden mit festem kohlenstoffhaltigem, stückigem Material gefüllten Gasgenerator (14) zu einem Reduktionsgas reformiert wird, welches in der Hauptsache Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthält;
c) daß das derart hergestellte Reduktionsgas auf eine für den nachfolgenden Reduktionsprozeß geeignete Temperatur gebracht wird, alsdann in einen Schachtofen (1) eingeleitet wird, welcher das oxidische und chemisch zu reduzierende Material enthält, wobei dieses Reduktionsgas in diesem Schachtofen im Gegenstrom zu dem oxidischen Material geleitet wird; und
d) daß das diesem Schachtofen entnommene teilweise verbrauchte Reduktionsgas im wesentlichen vom gesamten Wasser und staubartigen Feststoffen befreit wird und der Hauptteil des so behandelten verbrauchten Gases als Brenngas verwendet wird.
* 3 A A1
Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des in dem koksgefüllten Gasgenerator (14) erzeugten Reduktionsgases aus dem Prozeß ausgeschieden und als Brenngas verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reformierungsschritt in der Weise durchgeführt wird, daß das Reduktionsgas im wesentlichen Kohlenmonoxid und Wasserstoff mit einem Anteil an Kohlendioxid und Wasserdampf von weniger als 10% enthält.
4. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Sauerstoffgas und maximal 20% H3O als Oxidationsmittel im Gaserzeugungsprozeß verwendet wird und daß dieses Oxidationsmittel mit wenigstens einem Teil des kohlenstoffhaltigen und/oder Kohlenwasserstoff enthaltenden Material vermischt in die Vergasungskammer (13) durch einen Brenner (11) eingebracht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxidationsmittel vor dem Einbringen durch den Brenner (11) vorgewärmt wird.
6. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das kohlenstoffhaltige und/oder kohlenwasserstoff haltige Ausgangsmaterial, welches zur Erzeugung des Reduktionsgases verwendet wird, in Pulverform und/oder in flüssiger Form und/oder in stückiger Form vorliegt.
Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen
7. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergasungskammer (13) mit dem unteren Teil eines mit festem kohlenstoffhaltigem stückigem Material gefüllten Gasgenerators (14) verbunden ist.
8. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als kohlenstoffhaltige Füllung dieses Gasgenerators (14) Koks verwendet wird.
9. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß pulverförmiges Flußmittel wahlweise zusammen mit Schwefelakzeptoren in das System in unmittelbarer Nähe des Brenners (11) eingeblasen wird.
10. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche Ibis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung aus kohlenstoffhaltigem stückigem Material und einem geeigneten Schwefelakzeptor als Füllung für den Gasgenerator (14) verwendet wird.
11. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Vergasungskammer (13) erzeugte Reduktionsgas entschwefelt wird, bevor es abgekühlt wird.
12. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das den Gasgenerator (14) verlassende erzeugte Reduktionsgas eine Temperatur zwischen 1000-15000C hat.
<5 / / Λ Ο β Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen "
13. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des den Gasgenerator (14) verlassenden Reduktionsgases auf 700-10000C, vorzugsweise 8250C, eingestellt wird, bevor es in den Reduktionsschachtofen (1) eingeleitet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das den Gasgenerator (14) verlassende Reduktionsgas zwecks Erzielung der gewünschten Endtemperatur zwischen 700 und 10000C, vorzugsweise 825°C, vor dem Einbringen in den Reduktionsschachtofen (1)
a) mit einer Menge von partiell verbrauchten Reduktionsgas, welches dem Schachtofen entnommen wurde, vermischt wird, nachdem es wahlweise entschwefelt wurde, und/oder
b) durch eine Kühleinrichtung (20) geleitet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der erneut im Umlauf gebrachte Teil des partiell verbrauchten Reduktionsgases aus dem Schachtofen (1) beispielsweise mittels wenigstens eines Kompressors (8) auf den erförderliehen Prozeßdruck gebracht wird.
16. Einrichtung zur Reduktion von oxidischem Material unter gleichzeitiger Erzeugung eines als Brenngas geeigneten Gases zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Reduktionsgaserzeuger mit wenigstens einer Vergasungskammer (13) mit wenigstens einem Brenner (11)
3441352
Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen
— 6 ~
und einem Gasgenerator (14), ferner durch einen mit dem Gasgenerator wahlweise über einen Schwefelfilter (17) verbundenen Schachtofen (1), welcher das zu reduzierende oxidische Material enthält, mit einem im oberen Teil dieses Schachtofens angeordneten ersten Gasauslaß (4), sodann durch einen neben diesem Gasauslaß liegenden Abscheider (5) zur Entfernung von Wasser und staubartigen Feststoffen aus dem austretenden Gasstrom und einen anschließenden Gasauslaß (6) zur Abgabe von als Brenngas geeignetem Gas und eine Hauptspeiseleitung (7, 23) zur Rückführung wenigstens eines Teilstromes des austretenden Gasstromes zur Regelung der Temperatur des Reduktionsgases, welches im Gasgenerator hergestellt wurde.
17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptspeiseleitung (7) wenigstens einen Kompressor (8) aufweist.
18. Einrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (11) an eine Speiseleitung (9) für ein Oxidationsmittel angeschlossen ist, um das wahlweise vorgewärmte Oxidationsmittel durch den Brenner direkt in eine Reaktionszone einzubringen.
19. Einrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasgenerator (14) wenigstens einen Bodenauslaß (15) aufweist.
20. Einrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasgenerator (14) eine Füllung
Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen
aus kohlenstoffhaltigem stückigem Material aufnimmt, welches wahlweise Schwefelakzeptoren enthält.
21. Einrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reduktionsgasleitung (18) zwischen dem Schwefelabscheider (17) und einem Gaseinlaß (3) zum Schachtofen (1) über eine Leitung (23) an einen die Gastemperatur regelnden Teilstrom von verbrauchtem Gas anschließbar ist. ..
22. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktionsgasleitung (18) zwischen dem Schwefelabscheider (17) und dem Gaseinlaß (3) des Schachtofens (1) an eine Zufuhrleitung (25) für einen Kohlenstoffträger und außerdem an eine Zufuhrleitung (24) für den Zusatz von H3S angeschlossen ist.
23. Einrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktionsgasleitung (18) mit dem Gaseinlaß (3) über einen Kühler (20) durch Leitungen (19, 21) verbindbar ist.
DE19843441362 1983-12-02 1984-11-13 Verfahren und vorrichtung zur reduktion von oxidischem material bei gleichzeitiger erzeugung eines als brenngas geeigneten gases Granted DE3441362A1 (de)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8306674A SE8306674L (sv) 1983-12-02 1983-12-02 Sett och anleggning for reduktion av oxidhaltigt material under samtidig generering av en for vermeenergiutvinning lemplig gas
SE8306675A SE8306675L (sv) 1983-12-02 1983-12-02 Sett och anleggning for reduktion av oxidhaltigt material
SE8306673A SE8306673L (sv) 1983-12-02 1983-12-02 Sett och anleggning for reduktion av oxidhaltigt material
SE8306672A SE8306672L (sv) 1983-12-02 1983-12-02 Sett och anleggning for reduktion av oxidhaltigt material under samtidig generering av en for vermeenergiutvinning lemplig gas
SE8403192A SE8403192L (sv) 1983-12-02 1984-06-14 Sett och anleggning for reduktion av oxidhaltigt material under samtidig generering av en for vermeenergiutvinning lemplig gas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3441362A1 true DE3441362A1 (de) 1985-06-13
DE3441362C2 DE3441362C2 (de) 1987-07-23

Family

ID=27532747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19843441362 Granted DE3441362A1 (de) 1983-12-02 1984-11-13 Verfahren und vorrichtung zur reduktion von oxidischem material bei gleichzeitiger erzeugung eines als brenngas geeigneten gases

Country Status (8)

Country Link
AU (1) AU3525184A (de)
BE (1) BE901158A (de)
BR (1) BR8406065A (de)
DE (1) DE3441362A1 (de)
FR (1) FR2556002B1 (de)
GB (1) GB2150592A (de)
IT (1) IT1177077B (de)
NO (1) NO844799L (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE453750B (sv) * 1984-06-14 1988-02-29 Skf Steel Eng Ab Sett for forgasning av finfordelat kolhaltigt material
GB2191782A (en) * 1986-06-17 1987-12-23 Midrex Int Bv Method and apparatus for producing upgraded synthetic fuel gas from coal
JPH01195226A (ja) * 1988-01-29 1989-08-07 Kobe Steel Ltd 溶融還元方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2932939A1 (de) * 1978-08-15 1980-02-28 Midrex Corp Verfahren zur direktreduktion von eisenoxid mittels aus fossilem brennstoff gebildetem reduktionsgas
DE3104405A1 (de) * 1981-02-07 1982-08-12 SKF Steel Engineering AB, 81300 Hofors Verfahren und vorrichtung zur herstellung von eisenschwamm

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
US4331470A (en) * 1980-09-15 1982-05-25 Midrex Corporation Method for the direct reduction of iron in a shaft furnace using gas from coal
GB2093070B (en) * 1981-02-11 1984-10-31 Skf Steel Eng Ab Manufacturing sponge iron
BE887554A (fr) * 1981-02-17 1981-06-15 Skf Steel Eng Ab Procede et appareil de prodcution d'eponge de fer
BE887555A (fr) * 1981-02-17 1981-06-15 Skf Steel Eng Ab Procede et appareil pour produire de l'eponge de fer

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2932939A1 (de) * 1978-08-15 1980-02-28 Midrex Corp Verfahren zur direktreduktion von eisenoxid mittels aus fossilem brennstoff gebildetem reduktionsgas
DE3104405A1 (de) * 1981-02-07 1982-08-12 SKF Steel Engineering AB, 81300 Hofors Verfahren und vorrichtung zur herstellung von eisenschwamm

Also Published As

Publication number Publication date
FR2556002A1 (fr) 1985-06-07
FR2556002B1 (fr) 1987-01-09
IT8423370A1 (it) 1986-04-30
NO844799L (no) 1985-06-03
GB8427968D0 (en) 1984-12-12
GB2150592A (en) 1985-07-03
DE3441362C2 (de) 1987-07-23
BE901158A (fr) 1985-03-15
BR8406065A (pt) 1985-09-03
IT8423370A0 (it) 1984-10-30
IT1177077B (it) 1987-08-26
AU3525184A (en) 1985-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT507113B1 (de) Verfahren und anlage zur energie- und co2-emissionsoptimierten eisenerzeugung
DE69914777T2 (de) Direktschmelzverfahren und -vorrichtung
AT389887B (de) Verfahren und anlage zur vergasung kohlehaltigen materials
EP3008218B1 (de) Hochofen und verfahren zum betrieb eines hochofens
DE3216019A1 (de) Kohlevergasung und roheisenherstellung und vorrichtung dafuer
DE2401909B2 (de) Verfahren zur Herstellung von Stahl
DE2461153B2 (de) Verfahren zur Reduktion von Eisenerz mittels Reduktionsgas in einem Schachtofen
LU83573A1 (de) Verfahren zur gaserzeugung
AT406380B (de) Verfahren zum herstellen von flüssigem roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten sowie anlage zur durchführung des verfahrens
AT409387B (de) Verfahren und anlage zur gasreduktion von teilchenförmigen oxidhältigen erzen
DE3544792A1 (de) Verfahren und einrichtung eines hauptsaechlich aus co und h(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) bestehenden gases
EP2714942B1 (de) Reduktion von metalloxiden unter verwendung eines sowohl kohlenwasserstoff als auch wasserstoff enthaltenden gasstromes
DE3605715A1 (de) Verfahren und einrichtung zum vergasen fossiler brennstoffe und reformieren gasfoermigen brennstoffes zwecks erzeugung eines hauptsaechlich co und h(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) enthaltenden gases
DE3423247C2 (de) Verfahren und Einrichtung zum Herstellen von Stahl aus Schrott
DE2520938B2 (de) Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines im wesentlichen aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff bestehenden Reduktionsgases
EP0183677A2 (de) Verfahren und Anlage zur Direktreduktion von Eisenoxidteilchen und zum Einschmelzen der erhaltenen Eisenschwammpartikel in einem Einschmelzvergaser
DE3606108A1 (de) Verfahren und einrichtung zur herstellung eines hauptsaechlich co + h(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) enthaltenden gases durch thermisches reformen von gasfoermigem kohlenwasserstoff
DE3441359A1 (de) Verfahren zur erzeugung eines heissgases aus einem kohlenstoffhaltigen ausgangsmaterial
AT398783B (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von roheisen
DE3441362A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur reduktion von oxidischem material bei gleichzeitiger erzeugung eines als brenngas geeigneten gases
DE2351171A1 (de) Verfahren zur stahlerzeugung
DE3650328T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Aufheizen von geschmolzenem Metall.
DE3441355C2 (de)
DE68909259T2 (de) Verfahren zum Einschmelzen von kaltem Eisen.
DE3441356C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee