DE825696C

DE825696C - Verfahren zum Herstellen von Sauerstoff-Kohlensaeure-Gemischen fuer das Frischen vonRoheisen im Konverter

Info

Publication number: DE825696C
Application number: DE1949P0035984
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Ernst Karwat
Original assignee: Gesellschaft fuer Lindes Eismaschinen AG
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1949-03-08
Filing date: 1949-03-08
Publication date: 1951-12-20

Description

Verfahren zum Herstellen von Sauerstoff-Kohlensäure-Gemischen für das Frischen von Roheisen im Konverter Es ist vorgeschlagen worden, zum Erzeugen von stickstofffreiem Stahl im Konverter statt mit Luft mit Gemischen von Sauerstoff und Kohlensäure zu frischen. Der Vorschlag ist nur dann praktisch ausführbar, wenn es gelingt, Sauerstoff-Kohlensäure-Gemische in sehr großen Mengen mit sehr geringen Kosten herzustellen. Die Herstellung des Sauerstoffs hat durch die Einführung des Linde-Fränkl-Verfahrens eine weitgehende Verbilligung erfahren, so daß Sauerstoff u. a., auch für die Anreicherung des Windes von Konverten wirtschaftlich vorteilhaft angewendet werden kann. Der großtechnisch 'hergestellte Sauerstoff hat eine Reinheit von 98 %, Kohlensäure wird ebenfalls technisch in hoher Reinheit erzeugt. Die üblichen Verfahren seiner Herstellung bedingen jedoch sehr hohe Kosten im Vergleich zu denen füt großtechnisch erzeugten Sauerstoff, Ein Verfahren, mit dem auf Hüttenwerken für den Zweck des Frischens von Roheisen im Konverter Sauerstoff-Kohlensäure-Gemische zu ähnlich niedrigen Preisen hergestellt werden können wie Sauerstoff allein, ist der Gegenstand der Erfindung. Auf Reindarstellung der Kohlensäure bei atmosphärischem oder höherem Druck wird dabei verzichtet, weil dies die Darstellungskosten erhöht.
Das Verfahren besteht darin, aus kohlensäurereichen verbrannten Abgasen des Hüttenwerkes Kohlensäure bei niedrigem Partialdruck (hauptsächlich unter r at) abzusondern und gasförmigen Sauerstoff über die abgesonderte Kohlensäure bei solchen Bedingungen von Druck und Temperatur zu leiten, daß das Sauerstoff-Kohlensäure-Gemisch in gewünschter Zusammensetzung entsteht.
Als kohlensäurereiches schwefelfreies Ausgangsgas wird vornehmlich verbranntes Hochofengichtgas gewählt. Es hat den höchsten Kohlensäuregehalt unter den üblicherweise auf Hüttenwerken vorkommenden Rauchgasen und ist schwefelfrei, was für den Konverterbetrieb von hoher Bcdeutu@ng ist. Noch mehr Kohlensäure enthält das Abgas von mit Gichtgas befeuerten Kalkbrennöfen oder Zementöfen.
Drei Wege der Herstellung des Sauerstoff-Kohlensäure-Gemisches kommen erfindungsgemäß in Betracht.
Der erste besteht darin, daß das Kohlensäure enthaltende Gas" z. B., verbranntes Hochofengichtgas, auf mäßigen Druck verdichtet und in umschaltharen Kältespeichern gekühlt wird, wobei der größte Teil der Kohlensäure als Reif auf den Speichermassen niedergeschlagen und sodann durch Überleiten von Sauerstoff von diesem aufgenommen wird. Durch Regeln der Drucke von Rohgas und Sauerstoff und der Temperatur, bei der die Abscheidung der Kohlensäure stattfindet, wird das Sauerstoff-Kohlensäure-Gemisch in der gewünschten Zusammensetzung erhalten.
Es ist bekannt, zur Reinigung brennbarer Gasgemische von Verunreinigungen, wie Wasser, Kohlensäure, Schwefelwasserstoff usw., die Verunreinigungen in Kältespeichern auszufrieren und dann zwecks Reinigung der Speichermasse durch Überleiten kondensatfreier Gase aus den Speichern heraus zu sublimieren.
Von diesem bekannten Gasreinigungsverfähren unterscheidet sich die Arbeisweise der Erfindung dadurch, daß erstens keine so weitgehende Entfernung der Kohlensäure aus dem Rohgas wie bei einer Gasreinigung angestrebt zu werden braucht, was den Energieverbrauch für die Kohlensäureabscheidung herabsetzt und ferner durch die Maßnahme der Regelung von Druck und Temperatur des SaueVstoffs zum Zwecke der Erreichung einer gewolltenZusammensetzung des Sauerstoff-Kohlensäure-Gemisches.
Ein zweiter Weg der Bereitung des Sauerstoff-Kohlensäure-Gemisches führt nach Verdichtung des kohlensäurehaltigen Gases zu einer Waschung des Gases unter Druck mit Wasser oder anderen kohlensäurelösenden Waschflüssigkeiten. Bei der Entspannung der Waschflüssigkeit auf atmosphärischen Druck wird die darin gelöste Kohlensäure frei, soweit ihr Partialdruck den einer Atmosphäre übersteigt. Das ist nur ein kleiner Teil der Kohlensäure. Die Hauptmenge. wird in einem Berieselungsturm ausgetrieben, in welchem das Wasser einem aufsteigenden Strom von Sauerstoff entgegengeführt wird. Hierbei nimmt der Sauerstoff die Kohlensäure auf. Durch Regeln des Gasdruckes in der Wäsche und im Berieselungsturm wird die gewünschte Zusammensetzung des Sauerstoff-Kohlensäure-Gemisches erreicht.
Ein dritter Weg für die Gewinnung des Sauerstoff-Kohlensäure-Gemisches besteht im überleiten des leicht verdichteten Ausgangsgases über Adsorptionsmittel, wie Silikagel. Bevorzugt werden nicht brennbare Adsorptionsmittel, die relativ wenig Wasser im Verhältnis zu Kohlensäure binden. Die Regenerierung des mit Kohlensäure beladenen Adsorptionsmittels geschieht durchÜberleiten von Sauerstoff.. Die Anwendung tiefer Temperaturen für die Adsorption ist hierbei *möglich. Ebenso die Durchführung des Adsorptionsprozesses als sog. reversible Adsorption. Diese besteht darin, das Adsorptionsmittel mit Kohlensäure so zu beladen, daß es an der Eingangsseite vollständig gesättigt ist, während an der Gasaustrittsseite nur die Beladung besteht, welche dem seines Kohlensäuregehaltes weitgehend beraubten Gasrest im Gleichgewicht entspricht, sodann das Adsorptionsmittel in umgekehrter Strömungsrichtung von Sauerstoff durchströmen zu lassen, der dabei sich mit Kohlensäure entsprechend dem Kohlensäurepartialdruck über dem Adsorptionsmittel belädt und diese Entladung des Adsorptionsmittels abzubrechen, wenn der Partialdruck der Kohlensäure auf der Gaseintrittsseite unter den Sättigungsdruck, in den ihn die Beladung des Gases gebracht hat, abzusinken beginnt. Die Zusammensetzung des Gemisches wird durch den Druck des Sauerstoffes geregelt; kleiner Sauerstoffdruck gibt kohlensäurereiches Gemisch, hoher Sauerstoffdruck gibt kohlensäurearmes Gemisch.
Die besondere Eignung des beschriebenen Verfahrens für das Hüttenwerk besteht einmal darin, daB Ausgangsstoffe gewählt werden, die auf dem Hüttenwerk sonst wertlos sind, für den vorgenannten Zweck aber, besonders durch die Schwefelfreiheit des Hochofengichtgases, hervorragende Eigenschaften haben.
Weiterhin wird der Energiebedarf für die Gewinnung des Sauerstoff-Kohlensäure-Gernisches ein Minimum, weil der eine Gemischbestandteil Kohlensäure bei kleinen Partialdrucken gewonnen wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Herstellen von Sauerstoff-Köhlensäure-Gemischen, für das Frischen von Roheisen im Konverter, dadurch gekennzeichnet, d'aß über feste, gelöste oder adsorbierte Kohlensäure, welche bei in der Hauptsache niedrigem Partialdruck aus verbranntem Hochofengichtgas abgesondert wurde, Sauerstoff bei solchen Bedingungen von Druck und Temperatur geleitet wird, daß das entstandene Gemisch die gewünschteZusammensetzung besitzt.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Kohlensäure in an sich bekannter Weise im festen Zustand bei niedrigem Partialdruck in umschaltbaren Kältespeichern abgeschieden und mittels darübergeleitetem Sauerstoff zum Sauerstoff-Kohlensäure-Gemisch aufgenommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß kohlensäurehaltige bei Auswaschung von kohlensäurereichen Abgasen des Hüttenwerkes unter Druck erhaltene Waschflüssigkeiten in einem Entgasungsturm mit entgegenströmendem Sauerstoff entgast werden.
4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mit Kohlensäure aus kohlensäurehaltigen Abgasen des Hüttenwerkes beladene Adsorptionsmittel mit einem Spülstrom von Sauerstoff desorbiert werden.