DE3506564A1 - Verfahren der verringerung der kohlenwasserstoffemissionen, die waehrend der eisenerz-sinter-verfahren auftreten - Google Patents
Verfahren der verringerung der kohlenwasserstoffemissionen, die waehrend der eisenerz-sinter-verfahren auftretenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verringerung der Menge an Kohlenwasserstoffdämpfen,
die während der Eisenerzsinterverfahren erzeugt werden. Insbesondere bezieht sie sich auf eine Vorrichtung
zur Verringerung oder wesentlichen Eliminierung der Menge an ungewünschten Kohlenwasserstoffdämpfen, die während
der Sinterverfahren gebildet werden, indem die Masse, die gesintert wird, behandelt wird mit einer wirksamen Menge
eines Oxidationskatalysators.
Heute werden in der Eisen und Stahlindustrie Eisen enthaltende Materialien mit einer feinen Partikelgröße in
ein grobes agglomeriertes Material umgewandelt, indem diese Partikel in Gegenwart von brennbaren kohlenstoffhaltigen
Materialien erwärmt werden. Dieses Verfahren wird im allgemeinen als "Sinter-Verfahren" bezeichnet.
Die Roh- oder Ausgangsmaterialien umfassen Eisen enthaltende Partikel und eine Quelle von brennbarem Kohlenstoff.
Flußmittel und Brennstoff-tragende Materialien, genauso wie Kohlenwasserstoffe (als ungewünschte Schadstoffe
vorhanden) sind in diesen Rohmaterialien eingeschlossen. In der Praxis werden alle diese Materialien
innig miteinander vermischt, bevor sie auf einem sich bewegenden Rost oder Gerüst verteilt oder angeordnet
werden. Wenn sie auf dem Rost sind, werden die brennbaren Materialien entzündet, da Luft durch den oberen Teil der
sich bewegenden Masse gezogen wird. Diese Zündung bewirkt, daß die feinen Partikel miteinander verschmelzen
(sintern) und eine agglomerierte Masse bilden. Da das vorangegangene Sinterverfahren weitgehend verwendet wird,
sind damit verschiedene unerwünschte äußere Probleme
verbunden. Der Ausstoß der unverbrannten Kohlenwasserstoff dämpfe aus dem Sinterverfahren darf z.B. im allgemeinen
nicht in die Atmosphäre entlassen werden. Um dies zu verhindern, ist es oft erforderlich, sehr komplizierte
und ziemlich teuere Ausrüstung zu verwenden.
Folglich ist es die hauptsächliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine wirksame ökonomische Einrichtung zu
schaffen, um die ungewünschten Kohlenwasserstoffemissionen zu verringern, die während des Sinterns der feinen
Eisen enthaltenden Partikel entstehen, um eine agglomerierte Masse von groben Eisen enthaltenden Partikeln zu
erzeugen.
Die weiteren Aufgaben der Erfindung werden dem Fachmann beim Lesen der folgenden Beschreibung und Ansprüche deutlich.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verringerung des Kohlenwasserstoffgehaltes der Gase,
die während der Agglomeration der feinen Eisen enthaltenden Partikel erzeugt werden, indem sie in Gegenwart eines
kohlenstoffhaltigen Materials gesintert werden, um eine grobe Eisen tragende Masse zu erzeugen, wobei das Verfahren
umfaßt: Das Schaffen einer Mischung von feinen Eisen enthaltenden Partikeln und einem brennbaren kohlenstoffhaltigen
Material; das Kontaktieren der Mischung mit einer wirksamen Menge des Kohlenwasserstoff-Oxidationskatalysators
und das Erwärmen der Mischung in einer Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre auf eine Temperatur, die
ausreichend ist, um zu bewirken, daß das kohlenstoffhaltige Material brennt und die feinen Eisen enthaltenden
Partikel gesintert werden und miteinander verbunden werden, um eine agglomerierte Masse von groben Eisen enthaltenden
Partikeln zu bilden.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf die Verbesserung des Verfahrens der Agglomeration der feinen
Eisen enthaltenden Partikel, indem mit brennbarem kohlenstoffhaltigem Material vermischt werden und die so gebildete
Mischung in Gegenwart von Sauerstoff auf eine Temperatur erwärmt wird, die ausreichend ist, um zu bewirken,
daß das kohlenstoffhaltige Material brennt und die feinen Eisen enthaltenden Partikel gesintert werden und mit einander
verbunden werden, um eine Masse von groben Eisen enthaltenden Partikeln zu bilden, wobei die Verbesserung
umfaßt: Das Kontaktieren der Mischung der feinen Eisen
enthaltenden Partikel und des kohlenstoffhaltigen Materials mit einer wirksamen Menge eines Kohlenwasserstoff-Oxidationskatalysators
vor dem Brennen des kohlenstoffhaltigen Materials, wodurch die Menge des unverbrannten
Kohlenwasserstoffdampfes, der beim Brennen des
kohlenstoffhaltigen Materials erzeugt wird, bedeutend verringert wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft die Zugabe einer wirksamen Menge eines Kohlenwasserstoff-Oxidationskatalysators
zu einer Mischung von feinen Eisen enthaltenden Partikeln und einem brennbaren kohlenstoffhaltigen Material
vor dem Oxidieren (Brennen) des kohlenstoffhaltigen Materials,
um Wärme zu erzeugen, um zu bewirken, daß die feinen Eisen enthaltenden Partikel miteinander verschmelzen
und eine agglomerierte Masse von groben Eisen enthaltenden Partikeln bildet.
Das genaue angewendete Sinterverfahren ist nicht wesentlich für die Ausführung der vorliegenden Erfindung. Es
ist nur erforderlich, daß sowohl die Eisen enthaltenden Partikel als auch das brennbare kohlenstoffhaltige Material
vorhanden sind. Kennzeichnend werden diese Mischungen erreicht, durch Zusammenmischen solcher Materialien
wie Kalksteinaggregate, Koksgrus, Stückerz, Kohlenabfall, Walzschlacke und Eisenerz selbst.
In der Praxis ist es erforderlich, daß der Oxidationskatalysator vor dem Sintern gründlich vermischt wird mit
sowohl den Eisen enthaltenden Partikeln als auch mit dem kohlenstoffhaltigen Material. Das kann in einer Anzahl
von Wegen ausgeführt werden. Der Oxidationskatalysator kann z.B. zugegeben werden zu und gründlich eingemischt
werden mit dem Material das gesintert wird oder er kann auf den geeigneten Strang gesprüht werden (das sich bewegende
Sinterbett).
Oxidationskatalysatoren, die in dem erfindungsgemäßen
Verfahren verwendbar sind, enthalten Obergangsmetalle in verschiedenen Formen. Z.B. können es organische
Verbindungen, anorganische Verbindungen oder eine Mischung dieser Verbindungen sein. Physikalisch können es
Flüssigkeiten oder Feststoffe sein.
Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn der Oxidationskatalysator
eine Verbindung ist, die ein Metall enthält, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus
Eisen, Mangan, Cer, Kupfer, Kobald, Chrom, Nickel, Vanadium, seltene Erden und Mischungen davon. Typische Verbindungen
umfassen Mangancarboxylate, Kupfernaphthenat, Kobaldnaphthenat, Eisennaphthenat, Manganoctoat, Eisenoctoat,
Kupferoctoat usw.
Im erfindungsgemäßen Verfahren ist die genaue Menge des
verwendeten Oxidationskatalysators nicht kritisch. Alles was erforderlich ist, ist das genügend Katalysator eingesetzt
wird, um die Menge der Kohlenwasserstoffdämpfe, die während des Sinterverfahrens erzeugt werden, bedeutend zu
verringern. Im allgemeinen kann das erreicht werden durch
-9-
Verwendung von etwa 5 bis etwa 200 ppm der katalytischen Verbindung in der Sintercharge, wobei besonders gute Ergebnisse
erreicht werden, wenn die Menge des Katalysators im Bereich von etwa 200 bis etwa 100 ppm in der Sintercharge
liegt.
Der Erfindungsgegenstand wird nun anhand der folgenden
Beispiele beschrieben.
Eine Mischung von BOF-(basische Sauerstoffofen)-Schlacke,
Walzzunder, Pelletabrieb, chilenisches Erz, Dolomit, Staub und Schlamm wurde erhalten. Diese Mischung wurde
dann gesintert. Die durch erfindungsgemäße Anwendung erzielte Wirkung wurde durch zwei verschiedene Verfahren
gemessen. Insbesondere wurden bestimmt, der Kohlenwasserstoffgehalt des Abgases und die Verringerung der Zündung
(LOI) bei der Flugasche, die aus dem Abgas entnommen wurde. Es wurde ein organischer Dampfanalysator (Century
Organic Vapor Analyzer) in Verbindung mit einem kontinuierlichen Magnetbandaufzeichnungsgerät (Rustrak)
verwendet, um den Kohlenwasserstoffgehalt des Abgases zu bestimmen. Ein Probennehmer ("Rader Sampler") wurde verwendet,
um die Flugascheproben vom Abgas zu erhalten und anschließend wurde ein LOI mit ihnen durchgeführt. Eine
Grundlinie wurde vor dem Versuchszeitraum aufgestellt. Gewöhnlich geht eine 1- bis 2-stündige Grundlinie jeweils
zwei bis vier Stunden der chemischen Behandlung voraus.
Zwei separate Vergleichsversuche wurden durchgeführt. Einer war auf das Sintern der weiter vorn beschriebenen
Mischung ohne irgendeinen Oxidationskatalysator (Grundlinie) gerichtet; der andere (Verfahren nach der vorliegenden
Erfindung) war auf das Sintern der im wesentlichen
gleichen Mischung gerichtet, der 13,644 l/h Mangancarboxylat C17,3 % Mangan) auf dem Transportband (das die Sintercharge
trägt) zugegeben wurden, gerade vor dem Eintritt in die Mischtrommel. Der Durchsatz der Charge
(Sintercharge) in diesem und anderen Beispielen beträgt 100 Tonnen pro Stunde. Jedoch kann er variieren von 50
bis 200 Tonnen pro Stunde, mit 100 Tonnen pro Stunde als Durchschnittsladung.
Die erhaltenen Vergleichsergebnisse sind wie folgt:
Kohlenwasserstoffgehalt (ppm) im Abgas:
a: ohne !Behandlung: 2 850
b: mit Behandlung: 1600
% LOI (Flugasche):
a: ohne Behandlung 12,5 , 12,9
b: mit Behandlung 11,8
Bezogen auf das Vorhergehende ist zu bemerken, daß eine
44?-ige Verringerung der Erzeugung der ungewünschten
Kohlenwasserstoffdämpfe durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht wurde.
Das Verfahren aus Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß 11,749 Liter pro Stunde Jüangancarboxylate (17,3% Mn) auf das zu sinternde
Material gesprüht wurden.
Die erhaltenen Vergleichsergebnisse sind wie folgt:
Kohlenwasserstoffgehalt (ppm) im Abgas:
a: ohne Behandlung: 300
a: ohne Behandlung: 300
b: mit Behandlung: 90
% LOI (Flugasche) :
a: ohne Behandlung: 11,9 b: mit Behandlung: 11,6
Bezogen auf das Vorangegangene ist zu bemerken, daß eine 701-ige Verringerung der Erzeugung der ungewünschten
Kohlenwasserstoffdämpfe durch das erfindungsgemäße Verfahren
erreicht wurde.
Das Verfahren aus Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß 11,749 Liter pro Stunde eines öllöslichen Eisensalzes
(17,81 Eisen) auf das zu sinternde Material gesprüht wurden.
Die erhaltenen Vergleichsergebnisse sind wie folgt:
Kohlenwasserstoffgehalt (ppm) im Abgas:
a: ohne Behandlung: 3500
b: mit Behandlung: 1500
% LOI (Flugasche):
a: ohne Behandlung: 14,0
b: mit Behandlung: 12,8
Bezogen auf das Vorhergehende ist zu bemerken, daß eine 57?-ige Verringerung der Erzeugung der ungewünschten
Kohlenwasserstoffdämpfe durch das erfindungsgemäße Verfahren
erreicht wurde.
Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, außer daß 7,57 Liter pro Stunde Mangancarboxylate (17,31
Mangan) gründlich mit dem zu sinternden Material vor dem
Sinterverfahren vermischt wurden. Die erhaltenen Vergleichsbeispiele sind wie folgt:
Kohlenwasserstoffgehalt (ppm) im Abgas:
a: ohne Behandlung: 150
b: mit Behandlung: 50
Bezogen auf das Vorhergehende ist zu bemerken, daß eine 671-ige Verringerung der Erzeugung der ungewünschten
Kohlenwasserstoffdämpfe durch das erfindungsgemäße Verfahren
erreicht wurden.
Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, außer daß 7,57 Liter pro Stunden Mangancarboxylate
(17,3! Mangan) gründlich mit dem zu sinternden Material vor dem Sinterverfahren vermischt wurden.
Die erhaltenen Vergleichsergebnisse sind wie folgt: Kohlenwasserstoffgehalt (ppm) im Abgas:
a: ohne Behandlung: 157
b: mit Behandlung: 48
Daraus ist zu entnehmen, daß eine 69?-ige Verringerung
der Erzeugung der ungewünschten Kohlenwasserstoffdämpfe durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht wurde.
Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, außer daß 7,57 Liter pro Stunde Mangancarboxylat
(17,31 Mangan) gründlich mit dem zu sinternden Material vor dem Sinterverfahren vermischt wurden.
Die erhaltenen Vergleichsergebnisse sind wie folgt:
Kohlenwasserstoffgehalt (ppm) im Abgas:
a: ohne Behandlung: 1000
b: mit Behandlung: 265
Aus dem Vorangegangenen ist zu bemerken, daß eine 741-ige
Verringerung der Erzeugung der ungewünschten Kohlenwasserstoffdämpfe durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht
wurden.
Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, außer daß 3,79 Liter pro Stunde Mangancarboxylate
(17,3% Mangan) gründlich mit dem zu sinternden Material
vor dem Sinterverfahren vermischt wurden. Die erhaltenen Vergleichsergebnisse waren wie folgt:
Kohlenwasserstoffgehalt (ppm) im Abgas: |
a: ohne Behandlung: 267
b: mit Behandlung: 61
Aus dem Vorangegangenen ist zu bemerken, daß eine 772-ige
Verringerung der Erzeugung der ungewünschten Kohlenwasserstoffdämpfe
durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht wurde.
Während hier beschrieben wurde, was sich gegenwärtig auf die bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung bezieht,
wird es dem Fachmann deutlich, daß verschiedene Veränderungen und Modifikationen dazu gemacht werden können,
ohne die Erfindung zu verlassen, und es ist deshalb beabsichtigt, in den zugehörigen Ansprüchen alle diese
Veränderungen und Modifikationen zu schützen, soweit sie in den Erfindungsgedanken und den Schutzbereich der
Erfindung fallen.
Claims (16)
1. Verfahren zur Verringerung des Kohlenwasserstoffgehaltes
der Dämpfe, die erzeugt werden während der Agglomeration der feinen.Eisen enthaltenden,Partikel indem
sie in Gegenwart von kohlenstoffhaltigem Material gesintert werden, um eine grobe Eisen enthaltende Masse zu erzeugen,
dadurch gekennzeichnet daß das Verfahren umfaßt:
Schaffen einer Mischung von feinen Eisen enthaltenden Partikeln und brennbarem kohlenstoffhaltigem Material;
Kontaktieren dieser Mischung mit einer wirksamen Menge eines Kohlenwasserstoff-Oxidationskatalysators; und
Erwärmen dieser Mischung in einer Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre auf eine Temperatur, die ausreichend ist, um zu bewirken, daß das kohlenstoffhaltige Material brennt und diese feinen Eisen enthaltenden Partikel gesintert werden und aneinander gebunden werden, um eine Masse grober'Eisen enthaltender Partikel zu bilden.
Schaffen einer Mischung von feinen Eisen enthaltenden Partikeln und brennbarem kohlenstoffhaltigem Material;
Kontaktieren dieser Mischung mit einer wirksamen Menge eines Kohlenwasserstoff-Oxidationskatalysators; und
Erwärmen dieser Mischung in einer Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre auf eine Temperatur, die ausreichend ist, um zu bewirken, daß das kohlenstoffhaltige Material brennt und diese feinen Eisen enthaltenden Partikel gesintert werden und aneinander gebunden werden, um eine Masse grober'Eisen enthaltender Partikel zu bilden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidationskatalysator für die Mischung angewendet
wird, indem ihre Oberfläche vor dem Erwärmen dieser Mischung besprüht wird, um zu bewirken, daß die feinen Eisen
enthaltenden,Partikel gesintert und zusammengebunden werden, um eine Masse grober Eisen enthaltender Partikel
zu bilden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidationskatalysator mit dieser Mischung vor dem
Erwärmen dieser Mischung vermischt wird, um zu bewirken, daß die feinen Eisen enthaltenden Partikel gesintert und
miteinander verbunden werden, um eine Masse von groben Eisen enthaltenden Partikeln zu bilden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidationskatalysator für diese Mischung während
des Bewegens auf dem Sinterbett angewendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator eine Verbindung ist, die ein Obergangsmetall
enthält.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall ausgewählt ist aus der Gruppe, die besteht
aus Eisen, Mangan, Cer, Kupfer, Kobald, Chrom, Nickel, Vanadium, seltene Erden und Mischungen davon.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidationskatalysator Mangancarboxylat ist.
8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidationskatalysator Eisencarboxylat ist.
9. Verfahren zur Agglomeration feiner Eisen enthalten-
der Partikel, um eine Masse grober Eisen enthaltender Partikel zu erzeugen, bei dem feine Eisen enthaltende
Partikel mit einem brennbaren kohlenstoffhaltigem Material vermischt werden und die so gebildete Mischung
in Gegenwart von Sauerstoff auf eine Temperatur erwärmt wird, die ausreichend ist um zu bewirken, daß das kohlenstoffhaltige
Material brennt und die feinen Eisen enthaltenden Partikel gesintert werden und miteinander verbunden
werden, um eine Masse von groben Eisen enthaltenden Partikeln zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung
der feinen Eisen enthaltenden Partikel und des kohlenstoffhaltigen Materials mit einer wirksamen Menge
eines Kohlenwasserstoffoxidationskatalysators vor dem Brennen des kohlenstoffhaltigen Materials kontaktiert
wird, wodurch die Menge der unverbrannten Kohlenwasserstoff dämpfe, die beim Brennen dieses kohlenstoffhaltigen
Materials entstehen, bedeutend verringert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenwasserstoff-Oxidationskatalysator auf diese
Mischung angewendet wird, indem ihre Oberfläche vor dem Erwärmen dieser Mischung besprüht wird, um zu bewirken,
daß die feinen Eisen enthaltenden Partikel gesintert werden und miteinander verbunden werden, um eine Masse von
groben Eisen enthaltenden Partikeln zu bilden.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidationskatalysator mit dieser Mischung vor dem
Erwärmen dieser Mischung vermischt wird, um zu bewirken, daß die feinen Eisen enthaltenden Partikel gesintert werden
und miteinander verbunden werden, um eine Masse von grobem Eisen enthaltenden Partikeln zu bilden.
12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidationskatalysator für diese Mischung während
des Bewegens auf dem Sinterbett angewendet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator eine Verbindung ist, die ein
Obergangsmetall enthält.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß das Metall ausgewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus: Eisen, Mangan, Cer, Kupfer, Kobald, Chrom,
Nickel, Vanadium, seltene Erden und Mischungen davon.
15. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidationskatalysator Mangancarboxylat ist.
16. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidationskatalysator Eisencarboxylat ist.
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| US06/588,780 US4543121A (en) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | Method of reducing hydrocarbon emissions occurring during iron ore sintering operations |
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|---|---|
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| DE19853506564 Withdrawn DE3506564A1 (de) | 1984-03-12 | 1985-02-25 | Verfahren der verringerung der kohlenwasserstoffemissionen, die waehrend der eisenerz-sinter-verfahren auftreten |
Country Status (5)
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