DE4306710A1 - - Google Patents
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Description
In der stahlerzeugenden Industrie ist es üblich, angesichts
hoher Kosten für Schrott als Ausgangsmaterial für Öfen zur
Stahlerzeugung, sich anderen Nutzungsquellen als Rohstoff für
die Erzeugung von Stahl zuzuwenden. Ein besonders attraktiver
Rohstoff ist reduziertes Eisenerz, das durch Direktreduktion
von Eisenoxiden erzeugt wurde. Die direktreduzierten Eisen
oxide (bekannt als DRI) sind zu Pellets und/oder Briketts ge
formt und werden insbesondere als ein Ausgangsmaterial in
Lichtbogenöfen für die Stahlerzeugung eingesetzt.
Eines der am weitest verbreiteten Verfahren bei der Direktre
duzierung von Eisenoxiden liegt in der externen Reformierung
von Erdgas, womit ein Reduktionsgas für das Direktreduktions
verfahren erzeugt wird. Ein solches Verfahren wird in der US-
PS 37 64 123 und 40 46 557 offenbart.
Bei diesen Verfahren wird einem Direktreduktionsreaktor Re
duktionsgas zugeführt, das in externen Reformern erzeugt
wurde. In den externen Reformern wird ein katalytischer Kon
versionsprozeß zum Konvertieren von Erdgas und einem Oxida
tionsmittel zu einem Reduktionsgas mit einem hohen H2 + CO-
Anteil durchgeführt. Das in den Reformern erzeugte Reduk
tionsgas wird danach dem Direktreduktionsreaktor zugeführt,
wobei das reformierte Gas die Eisenoxidausgangsstoffe bei ei
ner Temperatur von etwa 820°C berührt, um die Metalloxide zu
einem direktreduzierten Eisen mit einem Metallgehalt von we
nigstens 85% Fe zu reduzieren. Bei den Verfahren werden die
in den Reformern erzeugten Reduktionsgase vor Einleitung in
den Reaktor auf eine Temperatur von unter 850°C abgekühlt.
Der Oxidationsgrad der in den Reformern erzeugten
Reduktionsgase beträgt weniger oder gleich 0,07, wobei der
Oxidationsgrad η0 wie folgt ausgedrückt wird:
Es ist notwendig, das in den Reformern erzeugte Reduktionsgas
vor seiner Zuführung in den Reduktionsreaktor zu kühlen, um
die Temperatur innerhalb des Reduktionsreaktors zu kontrol
lieren und dabei ein Anhaften des reduzierten Eisens in der
Reduktionszone zu verhindern, das nachteilig für die effizi
ente Durchführung des Verfahrens ist.
Um die Produktion der vorhandenen Anlagen, die diese obenge
nannten Verfahren anwenden, zu steigern, muß man die Kapazi
tät der externen Reformer vergrößern, um so die Menge des dem
Reaktor zugeführten Reduktionsgases zu erhöhen. Bei der Hin
zunahme zusätzlicher Reformer ist es notwendig, das beste
hende Rohrleitungssystem etc. der gesamten Anlage zu erwei
tern. Die bei der Vergrößerung der Kapazität der externen Re
former entstehenden Investitions- und Betriebskosten sind be
achtlich.
Natürlich wäre es höchst wünschenswert, ein Verfahren zur
Nachrüstung bereits bestehender Direktreduktionsanlagen und
zur Modifikation bereits existierender Verfahrensbedingungen
bei der Direktreduktion bereitzustellen, um so eine Erhöhung
der Qualität und der Quantität des Reduktionsgases und
gleichermaßen eine Vermehrung der gesamten Produktionskapazi
tät bestehender Anlagen zu ermöglichen, ohne die Notwendig
keit zu einer Erweiterung der bestehenden externen Reformer.
Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ver
fahren zur Verbesserung der Produktionskapazität konventio
neller Direktreduktionsanlagen ohne die Notwendigkeit zur Be
reitstellung zusätzlicher externer Gasreformer zu schaffen.
Auch soll eine nachgerüstete Direktreduktionsanlage bereitge
stellt werden, bei der die Direktreduktion erhöht werden
kann, ohne das Erfordernis erhöhter Kapazität der innerhalb
der Anlage bestehenden externen Reformer.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein mo
difiziertes Direktreduktionsverfahren bereitzustellen und die
Direktreduktionsanlage wie vorgenannt nachzurüsten, wobei die
Produktionskapazität erhöht wird und gleichzeitig ein Rück
gang im Energieverbrauch der Anlage festzustellen ist.
Zur Lösung der gesehenen Aufgabe führt die Lehre nach den un
abhängigen Patentansprüchen; die Unteransprüche geben gün
stige Weiterbildungen an.
Die Erfindung erfaßt ein Verfahren zur Verbesserung der Pro
duktionskapazität einer Anlage zur direkten Reduktion von Erz
mit einem Reduktionsreaktor als Reduktionszone und die
sem/dieser vorgeschalteten externen Reformern, in die Erdgas
und ein Oxidationsmittel eingeleitet werden, um ein Reduk
tionsgas mit 90 Vol.-% H₂ und CO, einer Temperatur von weni
ger als 950°C und einem Oxidationsgrad (η0) von bis zu 0,07
herzustellen; das so erzeugte Reduktionsgas wird in den Re
duktionsreaktor zur Reduktion von Eisenoxiderz zu einem di
rekt reduzierten Eisen (DRI) mit mindestens 85% Metallgehalt
eingeleitet, um eine Erhöhung der Quantität und der Qualität
des Reduktionsgases ohne Erhöhung der Kapazität der externen
Reformer zu erzielen, wodurch eine erhöhte Produktionskapazi
tät von wenigstens 20% angeboten wird. Das Verfahren umfaßt
die folgenden Schritte: Bereitstellung eines Vorwärmers für
eine Sauerstoffquelle zu deren Erwärmung auf eine Temperatur
von etwa 650 bis 900°C; Vermischen der Sauerstoffquelle mit
dem Reduktionsgas nach den erwähnten externen Reformern und
vor der Reaktionszone; teilweise Verbrennen der Sauerstoff
quelle sowie Erzeugung eines teilweise oxidierten
Reduktionsgases für die Reaktionszone mit einer Temperatur
von wenigstens 1100°C und einem Oxidationsgrad von zwischen
0,10 bis 0,17; anschließendes Inkontaktbringen vorgenannten
Zuführgasstromes in der Reaktionszone mit Erdgas, Eisenoxiderz
und DRI, wobei letzteres als Katalysator zur weiteren
Reformierung des genannten, teilweise oxidierten
Reduktionsgasstromes und des Erdgases dient, um so die
Quantität und die Qualität des Reduktionsgases zur Reduktion
des Eisenoxiderzes zu erhöhen. Das Erdgas liegt in der
Reaktionszone in einem Verhältnis von etwa
vor.
Die Erfindung umfaßt also ein Verfahren zur Modifikation vor
handener Direktreduktionsanlagen und deren Nachrüstung, um so
die Kapazität der Anlagen zu verbessern ohne die Notwendig
keit zur Erhöhung der Kapazität der mit den bestehenden Anla
gen verbundenen externen Reformer. Dieses Verfahren zur Ver
besserung der Produktionskapazität konventioneller Direktre
duktionsanlagen mit einem Direktreduktionsreaktor und diesem
Oberstrom vorgeschalteten externen Reformern zur Reformierung
von Erdgas und Oxidationsmittel für die Erzeugung eines Re
duktionsgases (reducing gas) für den Direktreduktionsreaktor
bietet die Bereitstellung eines, dem bestehenden externen Re
former zum Vorwärmen einer Sauerstoffquelle auf eine Tempera
tur zwischen 650-900°C Unterstrom nachgeschalteten Vorwär
mers. Die vorerwärmte Sauerstoffquelle wird danach mit dem in
den bestehenden, dem Direktreduktionsreaktor vorgeschalteten
externen Reformern erzeugten Reduktionsgas gemischt, um die
Sauerstoffquelle im Reduktionsgas teilweise zu verbrennen und
so ein teilweise oxidiertes Reduktionszuführgas für den Reak
tor herzustellen. Während der teilweisen Verbrennung der
Sauerstoffquelle im Reduktionsgas erhöht sich die Temperatur
des in den Reaktor zuzuführenden Gasstromes auf eine Tempera
tur von mindestens 1100°C und der Oxidationsgrad (η0) steigt
auf einen Wert von 0,10 bis 0,17, wobei η0 wie folgt defi
niert wird:
Dieser teilweise oxidierte Reduktionsgasstrom mit erhöhter
Temperatur wird danach mit Erdgas innerhalb der Reduktions
zone des Reaktors in Gegenwart des Eisenoxides und direkt re
duziertem Eisen (DRI) in Kontakt gebracht, wobei das direkt
reduzierte Eisen (DRI) als Katalysator in einer endothermen
Reaktion zur weiteren Reformierung des Erdgases und teilweise
oxidierten Reduktionsgases dient, um so die Quantität und die
Qualität des Reduktionsgases in der Reaktionszone für die Re
duktion des Eisenoxiderzes zu erhöhen. Erfindungsgemäß liegt
das mit dem Zuführgas gemischte Erdgas im Reaktor in einem
Verhältnis gleich von etwa 0,5 bis 0,7 vor, wobei η0
auch hier definiert ist mit:
Zum Umbauen (retrofit) einer bestehenden Direktreduktionsan
lage für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
muß man nur einen Vorwärmer zwischen den bestehenden externen
Vorwärmern und dem Reaktor zum Vorwärmen der Sauerstoffquelle
bereitstellen, die den von den externen Reformern vor Einlei
tung in den Reaktor erzeugten Reduktionsgasen zugesetzt wird.
Außerdem muß die Anlage nachgerüstet werden, um zusätzliches
Erdgas zusammen mit dem teilweise oxidierten Reduktionsgas in
den Reaktor zuführen zu können. Das Erdgas kann entweder mit
dem teilweise oxidierten Reduktionsgas oder, bevorzugter
maßen, direkt in die Reduktionszone des Reaktors geführt
werden, in einem vom oxidierten Reduktionsgas getrennten
Strom.
Durch die Bereitstellung eines modifizierten Verfahrens und
einer, wie oben beschrieben, nachgerüsteten Anlage kann die
Produktionskapazität der bestehenden Direktreduktionsanlagen
um mindestens 25% erhöht werden, ohne daß die Größe der ex
ternen Gasreformer erweitert werden muß. Außerdem sind die
Kosten für den Umbau der Anlage wesentlich niedriger als die
Kosten für die Vergrößerung der Reduktionsgaskapazität der
bestehenden Reformer. Schließlich läßt sich bei einer erfin
dungsgemäß nachgerüsteten Direktreduktionsanlage eine erheb
liche Senkung des Energieverbrauchs um bis zu 30% feststel
len.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er
geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt
in
Fig. 1 eine Schemaskizze einer Direktreduktionsanlage
zur Durchführung der externen Reformierung von
Reduktionsgasen für einen vertikalen
Direktreduktions-Schachtofen nach dem Stande
der Technik;
Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Schemaskizze zu einer
Modifikation an einer bestehenden Direktre
duktionsanlage zur Durchführung eines modifi
zierten Verfahrens der Direktreduktion von Ei
senerz, bei dem die Anlagenkapazität ohne die
Notwendigkeit der Bereitstellung einer
erhöhten Kapazität externer Reformer ge
steigert wird;
Fig. 3 ein Schaubild zur erfindungsgemäß erzielbaren
Erhöhung der Produktionskapazität;
Fig. 4 ein Schaubild, das die Senkung des Energiever
brauchs im Verhältnis zum erfindungsgemäß er
haltenen Erdgas darstellt.
Fig. 1 zeigt eine konventionelle Direktreduktionsanlage zur
Durchführung der externen Reformierung von Reduktionsgasen
für einen vertikalen Direktreduktions-Schachtofen (shaft
direct reduction furnace). Mit Bezug auf Fig. 1 wird ein Re
duktionsreaktor 10 durch eine Zuführung 12 mit einem Eisen
oxidausgangsmaterial beschickt, dessen Eisengehalt zwischen
60-70 Gew.-% liegt. Der Reaktor 10 ist ein vertikaler
Schachtofen mit einer Reduktionszone 14, in der die Metall
oxide mit einem durch Leitung 16 in die Reduktionszone ein
geleiteten Reduktionsgas, in Kontakt gebracht werden. In der
konventionellen Verfahrenstechnologie zur Direktreduktion von
Eisenoxiden, werden die Reduktionsgase, die bei der Reduktion
innerhalb der Reduktionszone gebraucht werden, außerhalb der
Reduktionszone durch einen kontinuierlichen katalytischen
Vorgang erzeugt, der in externen Reformern 18 durchgeführt
wird, wobei ein Kohlenwasserstoff - wie Erdgas oder jeder
andere leicht zu verdampfende Kohlenwasserstoff - mit einem
indirekt erwärmten Katalysatorbett in Gegenwart eines Oxida
tionsmittels in Kontakt gebracht wird, um so ein heißes Re
duktionsgas herzustellen, das hauptsächlich aus CO und H2 be
steht, wobei das CO und H2 in einer Menge von größer oder
gleich 90 Vol.-% vorhanden ist. Gemäß bekannten großtechni
schen Direktreduktionsverfahren verläßt das reformierte Gas
den Reformer mit einer Temperatur von etwa 950°C. Der Oxida
tionsgrad des im Reformer erzeugten reformierten Gases kann
bei idealen Bedingungen so viel wie 0,07 betragen. Allgemein
beträgt der Oxidationsgrad des reformiertes Gases zwischen
0,04 und 0,07. Der Oxidationsgrad wird wie folgt definiert:
Mit weiterem Bezug auf Fig. 1 verläßt das reformierte Gas die
Reformer 18 mit den oben genannten Eigenschaften und wird in
Konditioniereinheit 20 auf eine Temperatur von unter 850°C
vor Einleitung des reformiertes Gases in die Reduktionszone
14 des vertikalen Schachtofenreaktors 10 abgekühlt. Bei den
hier beschriebenen bekannten Verfahren ist es kritisch, das
reformierte Gas auf eine Temperatur von höchstens 850°C abzu
kühlen, um so sicherzustellen, daß die Höchsttemperatur in
der Reduktionszone in einem Bereich zwischen 800°C und 830°C
gehalten wird, um die Agglomeration von direkt reduziertem
Eisen (DRI) in der Reduktionszone zu verhindern.
Das nach dem vorbekannten - mit Bezug auf Fig. 1 beschriebe
nen - Verfahren erhaltene metallisierte Produkt wird um min
destens 95% reduziert, d. h. es enthält mindestens 85% Fe.
Um die Kapazität der oben mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen
bestehenden Direktreduktionsanlage zu verbessern und die Pro
duktion direkt reduzierten Eisens (DRI) zu steigern, war es
erforderlich, die Kapazität der externen Reformer zu erhöhen,
d. h. die Menge des von den externen Reformern erzeugten Re
duktionsgases. Dies könnte nur durch Hinzunahme zusätzlicher
katalytischer Reformer, die sich außerhalb des Direktreduk
tionsreaktors befinden, erreicht werden. Die Kosten für die
Hinzunahme zusätzlicher katalytischer Reformer sind aufgrund
des Wesens des Katalysatorbetts und der Reformierungsreaktion
extrem hoch.
Mit Bezug auf Fig. 2 werden ein modifiziertes Verfahren und
eine modifizierte Anlage zur Erhöhung der Kapazität bestehen
der Direktreduktionsanlagen dargestellt, bei denen die Not
wendigkeit zur Hinzunahme externer Reformer zur Gesamtanlage
nicht besteht. Mit Bezug auf Fig. 2 sind die bestehende Di
rektreduktionsanlage und das Verfahren so modifiziert, daß
ein Vorwärmer 30 dem externen Reformer 18 nachgeschaltet
wird, um eine Sauerstoffquelle vorzuwärmen, die aus dem Vor
wärmer 30 über Leitung 32 der Zuleitung 16 vom externen Re
former 18 zum Reaktor 10 zugeführt wird zum Vermischen der
vorgewärmten Sauerstoffquelle mit dem aus den Reformern aus
tretenden Reduktionsgas. Erfindungsgemäß wird die Sauerstoff
quelle - die Luft (Wind) oder reiner Sauerstoff oder Mi
schungen davon sein kann - im Vorwärmer auf eine Temperatur
von 650 bis 900°C, bevorzugt 750 bis 850°C, vorgewärmt. Die
vorgewärmte Sauerstoffquelle wird danach mit dem bei einer
Temperatur von 950°C aus dem Reformer austretenden reformier
ten Gas gemischt. Falls nötig, kann die Konditioniereinheit 20
dazu gebraucht werden, das reformierte Gas aus dem Refor
mer zu erwärmen, jedoch ist eine zusätzliche Erwärmung bei
normalen Betriebsbedingungen nicht erforderlich. Sobald die
vorgewärmte Sauerstoffquelle mit dem Reduktionsgas gemischt
wird, findet eine teilweise Verbrennung der Sauerstoffquelle
statt. Durch die teilweise Verbrennung wird die Temperatur
des teilweise oxidierten Reduktionsgasstromes auf mindestens
1100°C erhöht. Dieser Temperaturanstieg wird durch Kontrolle
der Menge der vorgewärmten und in den Reduktionsgasstrom ein
geleiteten Sauerstoffquelle überwacht. Zusätzlich zum Anstieg
der Temperatur steigt auch der Oxidationsgrad des teilweise
oxidierten Reduktionsgasstromes über den des im Reformer 18
erzeugten reformierten Gases, so daß der Oxidationsgrad des
teilweise oxidierten Reduktionsgasstromes zwischen 0,10 und
0,17 beträgt.
Der wie oben beschriebene teilweise oxidierte Reduktionsgas
strom wird danach in die Reformierungs-Reduktionszone 34 des
Reaktors eingeleitet und in Gegenwart von Erdgas innerhalb
der Reformierungs-Reduktionszone mit dem direkt reduziertem
Eisen (DRI) in Kontakt gebracht. Erfindungsgemäß wird Erdgas
bevorzugt direkt in die Reformierungs-Reduktionszone 34 über
Leitung 36 eingeleitet, um mit dem teilweise oxidierten Re
duktionsgasstrom innerhalb der Reformierungs-Reduktionszone
34 in Kontakt gebracht zu werden, wobei das direkt reduzierte
Eisen (DRI) in der Zone als Katalysator zur Durchführung der
Reaktion der Oxide innerhalb des teilweise oxidierten Reduk
tionsgases mit dem Erdgas dient, um so in situ zusätzliches
Reduktionsgas für die Reaktion mit den in die Reformierungs-
Reduktionszone zugeführten Metalloxiden zu bilden und so das
Metalloxid zu direkt reduziertem Eisen (DRI) zu reduzieren.
Wie oben erwähnt, wird erfindungsgemäß bevorzugt, das Erdgas
direkt in die Reduktionszone einzuleiten, jedoch wäre es wün
schenswert, wenn das Erdgas mit dem teilweise oxidierten Re
duktionsgasstrom vor Einleitung in die Reduktionszone des Re
aktors vermischt werden könnte.
Erfindungsgemäß wird, um das notwendige thermische Gleichge
wicht zwischen dem teilweise oxidierten Reduktionsgasstrom
und den Metalloxiden zur Aufrechterhaltung des Reduktionsvor
gang zu erhalten, Methangas in die Reformierungs-Reduktions
zone 34 des Reaktors eingeleitet, und zwar in einem Verhält
nis bezüglich des teilweise oxidierten Reduktionsgases in ei
ner Größenordnung, die zum Erhalt des Verhältnisses von Erd
gas zum Oxidationsgrad des Zuführgases ausreicht, d. h.
zwischen 0,5 und 0,7, wobei o wie folgt definiert wird:
In der bestehenden Anlage der Anmelderin, die modifiziert
wurde, siehe untenstehendes Beispiel, steht dies für eine
Erdgaszuführung zur Reformierungs-Reduktionszone gleich etwa
2 bis 4 Vol.-% bezüglich des Zuführgasstromes. Durch Beibe
haltung des Verhältnisses von H2 zu CO im Zuführgasstrom bei
größer als 1,3, Bereitstellung überschüssiger Wärme aus dem
teilweise oxidierten Reduktionsgasstrom und Zuführung von zu
sätzlichem Erdgas in der spezifierten Menge zur Reformie
rungs-Reduktionszone des Reaktors wird das thermische Gleich
gewicht des Prozesses erhalten, um die Gasreformierung inner
halb der Reduktionszone durchzuführen und die Reduktion der
Metalloxide aufrechtzuhalten.
Durch vorgenannte Modifizierung bestehender DRI-Verfahren
und -anlagen erhöht sich die Produktionskapazität der Anlage
um mehr als 25% ohne die Notwendigkeit zu einer Erhöhung der
Kapazität der externen Reformer. Zusätzlich sinkt der Gesamt
verbrauch an Energie. Dies alles wird mit Investitionskosten
erreicht, die bedeutend niedriger sind als diejenigen, die
zur Erzielung einer ähnlichen Kapazitätserweiterung durch
Hinzufügen von vergrößerten zusätzlichen externen Reformern
benötigt würden.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch das fol
gende vergleichende Beispiel klarer ersichtlich.
Eine bestehende Direktreduktionsanlage, die gemäß dem oben
beschriebenen Stand der Technik gebaut wurde und in Indu
striebetrieb im CVG-Industriekomplex in Puerto Ordaz, Vene
zuela, gefahren wird, wurde erfindungsgemäß mit Bezug auf
Fig. 1 und 2 modifiziert und nachgerüstet. Das modifizierte
erfindungsgemäße Verfahren führte zu einem Produktionskapazi
tätsanstieg von durchschnittlich etwa 20t DRI pro Stunde in
den ersten drei Betriebsmonaten. Fig. 3 stellt die Produktion
der Anlage in den ersten drei Betriebsmonaten graphisch dar.
Zusätzlich sank der in Erdgasverbrauch pro Tonne DRI ausge
drückte Energieverbrauch erheblich, wie in Fig. 4 darge
stellt.
Diese Erfindung kann auch in anderen Formen verkörpert und
auf andere Weise durchgeführt werden, ohne von deren Geist
oder wesentlichen Eigenschaften davon abzuweichen. Die vor
liegende Ausführung ist daher in jeglicher Hinsicht als be
schreibend und nicht eingrenzend anzusehen, der erfindungsge
mäße Rahmen wird in den angefügten Ansprüchen abgesteckt und
alle Veränderungen, die noch Inhalt und Umfang eine Äquiva
lenz darstellen, sollen darin miterfaßt sein.
Claims (8)
1. Verfahren zur Verbesserung der Produktionskapazität ei
ner Anlage zur direkten Reduktion von Erz mit Reduk
tionszone und wenigstens einem dieser vorgeschalteten
externen Reformer, in den Erdgas und ein Oxidationsmit
tel eingeleitet werden, wobei das mit einem Oxidations
grad (ηo) von bis zu 0,07 erzeugte Reduktionsgas der
Reduktionszone zur Reduktion von Eisenoxiderz zu einem
direkt reduzierten Eisen (DRI) von zumindest 85% Metall
gehalt zugeführt wird mit folgenden Schritten:
Vorwärmung einer Sauerstoffquelle auf eine Temperatur von etwa 650 bis 900°C;
Vermischen der Sauerstoffquelle mit dem Reduktionsgas nach dem externen Reformer und vor der Reduktionszone; teilweises Verbrennen der Sauerstoffquelle; Erzeugung eines teilweise oxidierten Reduktionsgases für die Reak tionszone mit einer Temperatur von wenigstens 1100°C und einem Oxidationsgrad von zwischen 0,10 bis 0,17;
anschließendes Einbringen des vorgenannten Zuführgas stromes in die Reaktionszone mit Erdgas, Eisenoxiderz und direkt reduziertem Eisen (DRI), das als Katalysator zur weiteren Reformierung des teilweise oxidierten Re duktionsgasstromes und Erdgases eingesetzt wird.
Vorwärmung einer Sauerstoffquelle auf eine Temperatur von etwa 650 bis 900°C;
Vermischen der Sauerstoffquelle mit dem Reduktionsgas nach dem externen Reformer und vor der Reduktionszone; teilweises Verbrennen der Sauerstoffquelle; Erzeugung eines teilweise oxidierten Reduktionsgases für die Reak tionszone mit einer Temperatur von wenigstens 1100°C und einem Oxidationsgrad von zwischen 0,10 bis 0,17;
anschließendes Einbringen des vorgenannten Zuführgas stromes in die Reaktionszone mit Erdgas, Eisenoxiderz und direkt reduziertem Eisen (DRI), das als Katalysator zur weiteren Reformierung des teilweise oxidierten Re duktionsgasstromes und Erdgases eingesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein ein
gesetztes Reduktionsgas mit 90 Vol.-% H₂ und CO.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß das Erdgas in der Reaktionszone in einem Ver
hältnis von etwa
vorliegt, wobei η₀ der Oxidationsgrad ist und wie folgt
definiert wird:
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Erdgas der Reaktionszone in einer
Menge von zwischen 2 bis 4 Vol.-% bezogen auf den Zu
führgasstrom zugeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Sauerstoffquelle aus der Gruppe
ausgewählt wird, welche aus reinem Sauerstoff, Luft oder
einer Mischung davon besteht.
6. Anlage zur direkten Reduktion von Erz mit Reduktionsre
aktor und wenigstens einer diesem vorgeschalteten exter
nen Reformereinrichtung zur Erzeugung eines Reduktions
gases für den Reduktionsreaktor, insbesondere zur Durch
führung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Quantität
und der Qualität des Reduktionsgases ohne Hinzunahme
vergrößerter externer Reformereinrichtungen eine
Vorwärmeinrichtung (30) einer Sauerstoffquelle nach dem
externen Reformer (18) nachgeschaltet sowie eine Misch
einrichtung zum Mischen der vorgewärmten Sauerstoff
quelle mit dem Reduktionsgas vorgesehen ist, um die Tem
peratur des Reduktionsgasstromes und dessen Oxidations
grad zu erhöhen, und eine Einrichtung zum Zuführen von
Erdgas zu dessen Vermischen mit dem Reduktionsgasstrom
im Reduktionsreaktor (10).
7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Mischeinrichtung zwischen Reformereinrichtung (18) und
Reduktionsreaktor (10) vorgesehen ist.
8. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Mischeinrichtung im Reduktionsreaktor (10) angeordnet
ist.
Applications Claiming Priority (1)
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