DE7011048U - REACTION VESSEL FOR THE REDUCTION OF PELLET-MOLDED IRON OXYD POWDER TO IRON POWDER. - Google Patents
REACTION VESSEL FOR THE REDUCTION OF PELLET-MOLDED IRON OXYD POWDER TO IRON POWDER.Info
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Description
British. Steel Korporation, 35 Grosvcnor Place, London, S. W. 1/England British. Steel Corporation, 35 Grosvcnor Place, London, SW 1 / England
/S Reaktionsgefäß zur Reduktion von zu Pellets geformtem Eisenoxydpulver zu Eisenpulver. / S Reaction vessel for the reduction of iron oxide powder formed into pellets to iron powder.
Gegenstand der Neuerung ist ein Reaktionsgefäß zur Reduktion, von zu Pellets geformtem Eisenoxydpulver zu Eisenpulver. Die Neuerung geht davon aus, daß Eisenoxydpulver.,, wie es beispielsweise in großen wengen durch Aufbereitung der zum Beizen von Bandstahl oder Stahlblech verwendeten Salzsäui'elösungen anfällt, in wirtschaftlicher Weise zu Eisenpulver reduziert werden kann, wenn das Eisenoxydpulver zu Tabletten oder x'ellets geformt wird und diese Pellets in einem reduzierenden Gasstrom bei einer Temperatur von 7000G reduziert und in reduziei^ender atmosphäre abgekühlt werden. Das zur Durchführung dieser Reduktion geeignete neue Reaktionsgefäß enthält eine Einlaßvorrichtung für die Pellets am oberen Ende, einen Schraubenförderer zum Ausbringen der reduzierten Pellets am unteren Ende, einen Haupteinlaß für das heiße reduzierende Gas zwischen der Einlaßvorrichtung und dem Schraubenförderer, Auslaßmittel für den Auslaß des heißen Gases am oberen Teil des Reaktionsgefäßes und Kühlmittel zur Kühlung der reduzierten Pellets im oder gegen den unteren Teil des Reaktionsgefäßes. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die eingebrachten Eisenoxydpellets sich im Gegenstrom zu dem heißen reduzierenden Gas nach -abwärts bewegen. Zweckmäßig ist im unteren Teil des Reaktionsgefäßes noch ein zusätzlicher Einlaß für kaltes reduzierendes Gas vorgesehen. Die Kühlmittel sindThe object of the innovation is a reaction vessel for the reduction of iron oxide powder formed into pellets to iron powder. The innovation is based on the assumption that iron oxide powder, such as that obtained in large quantities by processing the hydrochloric acid solutions used for pickling strip steel or sheet steel, can be economically reduced to iron powder if the iron oxide powder is made into tablets or x'ellets is formed and these pellets are reduced in a reducing gas stream at a temperature of 700 0 G and cooled in a reducing atmosphere. The novel reaction vessel suitable for carrying out this reduction includes an inlet device for the pellets at the top, a screw conveyor for discharging the reduced pellets at the lower end, a main inlet for the hot reducing gas between the inlet device and the screw conveyor, outlet means for the outlet of the hot gas on the upper part of the reaction vessel and coolant for cooling the reduced pellets in or against the lower part of the reaction vessel. This arrangement ensures that the iron oxide pellets introduced move downward in countercurrent to the hot reducing gas. An additional inlet for cold reducing gas is expediently provided in the lower part of the reaction vessel. The coolants are
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zweckmäßig im unteren Teil des lieaktionsgefäßes und oberhalb eines sich nach unten vex· jungenden Teils angeordnet, der in einen, die Schraubenfördermittel enthaltenden Drehschieber endet und büGtohcü vcriiugc'A'ci33 auc oinsni von leal Sem ΪΕΕ3&Γ durchströmten Kühlmantel.expediently in the lower part of the reaction vessel and above a downwardly tapering part, which is divided into a, the rotary valve containing the screw conveyor ends and büGtohcü vcriiugc'A'ci33 auc oinsni of leal Sem ΪΕΕ3 & Γ flowed through Cooling jacket.
Das Heaktionsgefäß hat zweckmäßig eine zylindrische, mit einem feuerfestem Futter versehene Wandung, und oberhalb der Kühlvorrichtung einen Ilauptgaseinlaß, der im wesentlichen radial zum Hcaktionsgofäß angeordnet ist und an seinem inneren Ende in einen, zentral im ^eaktionsgefäß nach oben gerichteten Teil übergeht. Dieser nach oben gerichtete Teil kann mit einer oder mehreren Verteil^rdüsen versehen sein. Die Temperatur des durch den Kauptgaseinlaß eingeführten reduzierenden Gases soll zwischen 700 und 900° liegen und zweckmäßig mindestens 800° betragen. Um das reduzierende Gas im Kreislauf führen zu können, kann der Auslaß für das reduzierende Gas am oberen Ende des Heaktionsgefäßjkies verbunden sein mit «iner .V'asch- und Kühlvorrichtung, in welcher das Gns teilweise gekühlt wird, darauffolgend mit einem Kohlendioxydabsorbcr und dann mit einem Gaseinlaß zum Wiedereinführen des kijaten Gases bei oder in der Nähe der Kühlvorrichtung. The Heaktionsgefäß has expediently a cylindrical, with a refractory lining provided wall, and above the cooling device a main gas inlet which is substantially radial to the Hcaktionsgofäß is arranged and at its inner end in a, centrally in the ^ eaktionsgefäß upwards part transforms. This upwardly directed part can be provided with one or more distribution nozzles. The temperature of the through The reducing gas introduced into the main gas inlet should be between 700 and 900 ° and expediently be at least 800 °. Around To be able to circulate the reducing gas, the outlet for the reducing gas can be at the upper end of the heating vessel be connected to a washing and cooling device in which the Gns is partially cooled, followed by a Carbon dioxide absorber and then with a gas inlet for re-introduction of the kijaten gas at or near the cooling device.
Das reduzierende Gas kann erhalten werden durch Verbrennung von Koks '.-der Koksgrus in einer Atmosphäre aus Luft und Wasserdampf bei einer Temperatur von mehr als 1000 C oder auch als ein Gemisch von Wassergas und Generatorgas. Das reduzierende Gas kann aber auch erhalten werden durch die teilweise Verbrennung von Kohlenwasserstofföl zur Erzeugung eines Gemisches aus Wasserstoff unü Kohlenmonoxid. Das Kohlenwasserstofföl kann Heizöl sein, und die teilweise Oxydation kann bewirkt werden in einem oauerstcffheizölorenner. Zu diesem Zweck kann der Kaupteinlaß für das reduzierende Gas verbunden sein mit einer VerbrennungfifraTTHiftr mit feuerfestem Futter, die an ihrem oberen Ende mit einem Ül-Jauerstoffbrenner versehen ist, durch den öl,The reducing gas can be obtained by burning Coke - the coke breeze in an atmosphere of air and water vapor at a temperature of more than 1000 C or as a mixture of water gas and generator gas. The reducing gas but can also be obtained by partially burning hydrocarbon oil to produce a mixture of Hydrogen and carbon monoxide. The hydrocarbon oil can be fuel oil and the partial oxidation can be effected in an oauerstcff Heizölorenner. For this purpose the main inlet for the reducing gas to be connected to a combustion filter with refractory lining, which is provided with an oil flame burner at its upper end, through the oil,
Sauerstoff und Dampf zugeführt v/erden können. In einer solchen Verbrennungskammer kann das reduzierende Gas mit einer Temperatur von 1000 bis 12000C erzeugt werden. Es können auch mehrere Gas einlass ö an eines ücakt i cncgef äli "crsesehen sein, -λόϊϊθϊ Jeder Einlaß mit einer Verbrennungskammer in Verbindung steht.Oxygen and steam can be supplied. The reducing gas can be generated at a temperature of 1000 to 1200 ° C. in such a combustion chamber. It may also be a plurality of gas inlet ö be at a ücakt i cncgef äli "crsesehen, -λόϊϊθϊ Each inlet to a combustion chamber in communication.
Die Figur zeigt schematisch einen Schnitt durch das neue Reaktionsgefäß.The figure shows schematically a section through the new reaction vessel.
Das Heaktionsgefäß 22 besteht aus einem aufrecht stehenden, im wesentlichen zylindrischen Hohlkörper, der an seinem oberen Ende mit einem Doppelglockengasverschluß 24 versehen ist. Der zylindrische Mantel 23 verjüngt sich nach seinem oberen Ende zu dem kegelstumpfförmigen Teil 25 und ist mit einem itYülltrichter versehen, in den die Pellets durch eine fördervorrichtung eingebracht werden.The heating vessel 22 consists of an upright, essentially cylindrical hollow body which is provided with a double-bell gas closure 24 at its upper end. The cylindrical jacket 23 tapers towards its upper end to the frustoconical part 25 and is provided with an oil funnel into which the pellets are introduced by a conveying device.
Der zylindrische Teil des Reaktionsgefäßtfes ist mit einer inneren Ausfütterung aus feuerfestem Material 27 versehen. Der untere Teil des Mantels 23 ist mit einer Kühlvorrichtung 28 versehen, die oberhalb des sich nach unten verjüngenden Teiles 30 angeordnet ist. Die Kühlzone 28 besteht aus einem «Vassermautel 29, durch den kaltes Wasser zirkuliert. Der sich nach unten verjüngende Teil 30 endet mit seinem unteren Ende 31 in einem Drehschieber 32, der einen Schraubenförderer enthält, durch den die reduzierten Pellets aus der Kühlzone zur Auslauföffnung 33 gebracht werden,The cylindrical part of the reaction vessel has an inner one Lining made of refractory material 27 provided. The lower part of the jacket 23 is provided with a cooling device 28, which are arranged above the downwardly tapering part 30 is. The cooling zone 28 consists of a «Vassermautel 29, through which cold water circulates. The downwardly tapering part 30 ends with its lower end 31 in a rotary valve 32, which contains a screw conveyor, by means of which the reduced pellets are brought from the cooling zone to the outlet opening 33 will,
Oberhalb der Kühlvorrichtung 28 befindet sich der äauptgaseinlaß 35, der dazu dient, das heiße reduzierende Gas dem Inneren des Reaktionsofens 22 zuzuführen. Der ^aupteinlaß 35 ist durch die Wand 23 des Reaktionsgefäßes 22 im wesntlichen radial zu diesem geführt und geht in einen nach oben gerichteten Teil 36 über, der zentral im Heaktionsgefäß 22 angeordnet ist. Der ^aupteinlaß 35 und der nach oben gerichtete Teil 36 sind mit Düsen 37Above the cooling device 28 is the main gas inlet 35, which serves to supply the hot reducing gas to the inside of the reaction furnace 22. The main inlet 35 is through the wall 23 of the reaction vessel 22 essentially radially to this out and goes into an upward part 36, which is arranged centrally in the heating vessel 22. The main inlet 35 and the upward part 36 are provided with nozzles 37
versehen zur Verteilung des heie^ß/i reduzierenden Gases, das eine Temperatur von 800 bis 95O°G hat, in der Masse der Oxydpellets, die in dem durch die Wand 23 und die feuerfeste Ausmauerung 27 begrenzten Hohlraum des Ofens 22 enthalten sind.provided for the distribution of the hot ^ ß / i reducing gas, the one Has a temperature of 800 to 95O ° G, in the bulk of the oxide pellets, that in which by the wall 23 and the refractory lining 27 limited cavity of the furnace 22 are included.
Bei dem Betrieb des Reaktionsgefäßes fallen die Pellets aus einem Kippkübel in den Trichter 26. Der Doppelglockengasverschluß 24 öffnet sich, und die Oxydpellets fallen durch den Verschluß in den xieaktionsraum. Die Oxydpellets wandern abv/ärts im Gegenstrom zu der otrömungsrichtung des aufwärts durch den Ofen strömenden Gases, und dabei wird das Oxyd nach und nach zu l.ietall x'eduziert. Bei der weiteren Wanderung durch den Ofenraum gelangen sie in -en unteren Teil, wo die reduzierten Pellets in der Kühlzone 23 durch den Wassermann-Λ 29 auf eine Temperatur von 100°g bis 150°0 abgekühlt werden, ehe sie über den Drehschieber 32 zu der Auslaßöffnung 33 gelangen.When the reaction vessel is in operation, the pellets fall from a tilting bucket into the funnel 26. The double-bell gas closure 24 opens and the oxide pellets fall through the closure into the reaction chamber. The oxide pellets migrate upstream in countercurrent to the direction of flow of the gas flowing upwards through the furnace, and in the process the oxide is gradually reduced to metallic. On the further hike through the furnace chamber, they reach the lower part, where the reduced pellets in the cooling zone 23 are cooled by the Wassermann -Λ 29 to a temperature of 100 ° g to 150 ° 0 before they are closed via the rotary valve 32 reach the outlet opening 33.
Das reduzierende Gas verläßt, nachdem es die !.lasse der Oxydpellets passiert hat, das neaktionsgefäß 22 über den Heduktionsgasauslaß 40. Das Gas durchs-crömt dann eine .Vasch- und Kühlvorrichtung 41, in der die feuchtigkeit entfernt und das Gas teilweise gekühlt wird und durchströmt anschließend die Kohlondioxydabsorptionsvorrichtung 42, in der das Kohlendioxyd entfernt wird. Das die Absorptionsvorrichtung 42 verlassende Gas strömt durch eine weitere Leitung 43 und wird dem unteren Teil der Kühlzone 30 durch einen Einlaß 44 zugeführt, so daß in die Kühlzone 23 kaltes reduzierendes Gas eintritt, und auf diese Weise sichergestellt ist, daß die Kühlung der reduzierten Pellets in der Kühlzone unter Aufrecht;erhaltung einer reduzierenden atmosphäre erfolgt.The reducing gas leaves after leaving the oxide pellets has happened, the reaction vessel 22 via the heduction gas outlet 40. The gas then flows through a washing and cooling device 41, in which the moisture is removed and the gas is partially cooled and then flows through the carbon dioxide absorption device 42 where the carbon dioxide is removed. The gas leaving the absorption device 42 flows through another line 43 and becomes the lower part of the cooling zone 30 is supplied through an inlet 44 so that cold reducing gas enters the cooling zone 23, and is thus ensured is that the cooling of the reduced pellets in the cooling zone under upright; maintaining a reducing atmosphere he follows.
Zur Erzeugung de? heißen reduzierenden Gases ist eine Verbrennungskammer 50 vorgesehen, die mit dem äußeren Ende der Hauptgaszuleitung 35 i Verbindung steht. Die Kammer 50 ist mit einem Futter aus feuerfestem Material 27 versehen, und an ihrem oberen Ende befindet sich ein ölsouerstoffbrenner 51· öl, Sauerstoff und Dampf werden dem 3renner 51 in entsprechenden MengenverhältnissenTo generate de? hot reducing gas is a combustion chamber 50 provided to the outer end of the main gas supply line 35 i connected. The chamber 50 is with a Lining made of refractory material 27 is provided, and at its upper end there is an oil-oxygen burner 51 · oil, oxygen and Steam is supplied to the 3renner 51 in appropriate proportions
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zugeführt, so da..· u::~er j.e:i Ve:.-":.: -v-iriungsbedingungen des Brenners
ein Gas von ICOC bis l^~j°J ei-c ■.. ■-::', aas cv.va folgende Zasammen-supplied so that .. · u :: ~ er je: i Ve: .- ":. : -v-iriungsbedingungen of the burner
a gas from ICOC to l ^ ~ j ° J ei-c ■ .. ■ - :: ', aas cv.va following zasammen-
Kohlendioxya und ..asser
Kohle-i_ono:>:ydCarbon dioxide and ..water
Coal-i_ono:>: yd
In der -Praxis können bei einem .a.eaki,ionsgoiäß auch mehrere Hauptgaseinlässe 35 vergesehen sein, wobei jeder /aupteinlaß aus einer Verbrennungskammer ~iö reduzierendem Gas gespeist wird.In practice, several main gas inlets can also be used with one .a.eaki, ionsgoiäß 35, with each main inlet from a Combustion chamber ~ iö reducing gas is fed.
Bei einer anderen nichL dargestellten ausfuhrungsform der Erfindung
kann das reduzierende Gas eine Llischung aus .Vassergas und
Generatorgas sein, ^er -"iaupteinlaß 35 ist dann mit seinem äußeren
-^nde mit einer 7ercrennungska;nnier verbunden, die einen länglichen
31ock aus feuerfestem Material enthält, rait einer -inzahl getrennter
Durchlaßöffnungen für die Einleitung des heißen reduzierenden Gases in den Haupteinlaß 35- 2ie Verbrennungskammer hat an ihrem
oberen Ende eine anzahl Einlaßöffnungen für das Einbringen von
kleinstückigeiu 3rechkoks. ^)as untere Ende der Kammer ist mit
einer Leitung für ^uft und Dampf durch mehrere Durchlässe verbunden,
für die Einleitung von Luft und Dampf unter Druck, «eitere
öffnungen sind am Boden jeder Kammer vorgesehen, um zeitweise
xibfallmaterial des Brechkokses entfernen zu können.In another not shown embodiment of the invention, the reducing gas can be a mixture of .Vassergas and
Be the generator gas, the main inlet 35 is then connected at its outer end to a detection duct which contains an elongated block of refractory material with a number of separate passage openings for the introduction of the hot reducing gas into the main inlet 35 - The combustion chamber has on hers
upper end a number of inlet openings for the introduction of
kleinstückigeiu 3rechkoks. ^) The lower end of the chamber is with
a conduit for air and steam connected by several passages, for the introduction of air and steam under pressure
Openings are provided at the bottom of each chamber to temporarily
To be able to remove waste material of the crushed coke.
Im 3etrieb treten Dampf und Luft in den unteren Teil der Kammer
ein, während der Brechkoks von oben zugegeben wird. Ler Brechkoks und die Luft und der Dampf reagieren in der Mitte der Kammer,
und es entsteht ein Gemisch aus Generatorgas und Wassergas, so
daß ein reduzierendes Gas entsteht, das reich an Wasserstoff ist
und eine Temperatur von etwaj^ 1100 bis 12000G hat, Dieses heiße
reduzierende Gas verläßt die Kammer infolge des Druckes des der
Kammer neu zugeführten Gases und gelangt aus der Kammer durch die Hauptzuteilung 35 in den Reaktionsofen selbst.During operation, steam and air enter the lower part of the chamber
while the crushed coke is added from above. The crushed coke and the air and steam react in the middle of the chamber, and a mixture of generator gas and water gas is created, like this
that a reducing gas is produced which is rich in hydrogen
and has a temperature of about 1100 to 1200 0 G, this is called
reducing gas leaves the chamber as a result of the pressure of the
Chamber of newly supplied gas and passes from the chamber through the main distributor 35 into the reaction furnace itself.
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der Redaktion können die reduzierten Pellets einer Mahlvorrichtung zugefiihrt werden.The editorial staff can use the reduced pellets in a grinder are supplied.
Das durch die üoduktion erhaltene -eisenpulver hat eine unregelmäßige Korngröße und isr sehr gut geeignet zum Walzen und Verdichten. The iron powder obtained through production has an irregular shape Grain size and is very suitable for rolling and compacting.
tichutzansprüchebenefit claims
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