DE899541C

DE899541C - Verfahren zur Herstellung stickstofffreier Synthesegase gleichmaessiger Zusammensetzung in metallurgisschen Schmelzoefen

Info

Publication number: DE899541C
Application number: DEB6414D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Franz Sabel
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1943-03-24
Filing date: 1943-03-24
Publication date: 1953-12-14

Description

Verfahren zur Herstellung stickstofffreier Synthesegase gleichmäßiger Zusammensetzung in metallurgischen Schmelzöfen Es ist bekannt, daß man in Hochöfen. oder ähnlichen metallurgisehen Schmelzöfen Synthesegase erzeugen kann, wenn man den Ofen mit Sauerstoff und Dampf und bzw. oder anderen Vergasungsmitteln, wie z B. Kohlensäure oder mit einem Teil des im Ofen selbst erzeugten Gases, sogenannten Wälzgases, betreibt. Es sind, beispielsweise Verfahren bekanntgeworden, bei denen dem Hochofen ein so weit mit Sauerstoff angereicherter Wind zugeführt wird, daß Gicht-gas eine solche Zusammensetzung hat, daß es nach Konvertierung des darin enthaltenen Kohlenoxyds als Synthesegas für die Ammoniakherstellung brauchbar ist. Nach einem anderen Vorschlag wird der Hochofen mit reinem Sauerstoff und Vergasungsmitteln, wie Dampf, Kohlensäure oder einem Teil des dem Hochofen entnommenen Gases, betrieben und dabei ein stickstofffreies Synthesegas erzeugt. Ein wesentlicher Vorteil der Sauerstoffanwendung in Hochöfen wird allgemein darin gesehen, daß man in :diesem Fall auf die Vorwärmung der Vergasungsmittel verzichten kann.
Die Erfindung besteht nun darin, daß der für den Hochofengang erforderliche Sauerstoff zusammen mit den anderen Vergasungsmitteln in Wärmespeichern auf 7oo bis 1400 ' vorgewärmt wird, wobei die in der Zeiteinheit zugeführte Sauerstoffmenge während der Wärmeabgabeperiode des Wärmespeichers entsprechend der Abnahme der Temperatur des Wärmespeichers so gesteigert wird, daß die Summe der fühlbaren Wärme der in der Zeiteinheit dem Ofen zugeführten Vergasungsmittel und der bei der Umsetzung der Vergasungsmittel im Ofen in der Zeiteinheit frei werdenden Wärme angenähert gleichbleibt.
Auf diese Weise wird ohne Beeinträchtigung der Reduktions- und Schmelzvorgänge im Hochofen erreicht; daß in der Düsenebene des Hochofens eine gleichmäßige Temperatur herrscht, was wiederum eine stets gleichbleibende Zusammensetzung des Gichtgases bewirkt, so daß die nachgeschalteten Betriebe, wie Reinigung, Aufarbeitung und gegebenenfalls Umwandlung des Gases, sowie die Syntheseanlage selbst von den sonst auftretenden Schwankungen der .Gaszusammensetzung unberührt bleiben. Dies ist besonders vorteilhaft,-wenn Synthesegase bestimmter Zusammensetzung, z. B. mit einem bestimmten Verhältnis von Kohlenoxyd zu Wasserstoff, wie beispielsweise für die Synthese von Methanol oder Kohlenwassers.toffö1en, verlangt werden.
Die für .den Ausgleich der Temperaturänderung im Wärmespeicher notwendige zusätzliche menge Sauerstoff ist gering; sie beträgt je nach den Schwankungen der Mölilerbesohaffenheit sowie der Vorwärmetemperatur, die durch den Wechselbetrieb der Wärmespeicher bedingt sind, etwa 5 bis io01!o des insgesamt angewandten Sauerstoffes.
Bei dem neuen Verfahren wird also das, im Betrieb der Wärmespeicher bedingte Absinken der Vorwärmetemperatur während der Vorwärmeperiode durch erhöhte Zugabe von Sauerstoff vor dem Wärmespeicher ausgeglichen, während beim Umschalten auf einen soeben aufgeheizten Wärmespeicher :der Sauerstoffgehalt entsprechend verringert wird. Die gleiche Maßnahme kann auch bei Schwankungen im Erzsatz oder überhaupt im Hochofengang, wie sie beim Absinken der Beschickung im Schacht oder bei Änderungen der Möllerbeschaffenheit eintreten können, angewandt werden:.
Die Einstellung der zuzusetzenden Sauerstoffmenge kann sowohl von Hand als auch selbsttätig, z. B. in Abhängigkeit vom Wasserstoffgehalt des erzeugten Gases, gesteuert werden.
In manchen Fällen, insbesondere bei starken Schwankungen der Zusammensetzung und Beschaffenheitdes Möllers, kann es auch vorteilhaft sein, den für Regelzwecke erforderlichen zusätzlichen -Sauerstoff ganz oder :teilweise hinter den Vorwärmer in kaltem oder vorgewärmtem Zustand zuzugeben. Man erreicht hierdurch eine wesentlich schnelleere Beeinflussung der Vorgänge im Hochofen, was insbesondere bei Störungen im Hochofengang erwünscht ist.
Auf diese Weise- gelingt die Erzeugung. stickstofffreier Synthesegase in Hochöfen unter Verwendung sehr geringer Mengen Sauerstoff, weil insbesondere dann, wenn auch der Zusatzsauerstoff mit vorgewärmt wird, bereits mit :den Vergasungsmitteln große Wärmemengen in den Hochofen eingeführt wenden, die nicht mehr durch Verbrennung von Koks mit Sauerstoff aufgebracht werden müssen.
Beispiel Ein Bilbao-Eisenerz wird nach dem vorliegenden Verfahren so verhüttet, daß ein Sauerstoff-Dampf-Gemisch von im Mittel 6ao/o Sauerstoff und 4o% Dampf an den Düsen in den Hochofen eingeführt wird. Das Sauerstoff-Dampf-iGemisch wird .durch eine Wärmespeicheranlage auf im Mittel 105o° vorgewärmt. Dabei hat es bei Beginn der Vorwärmeperiode iaoo °, verliert während dieser an Temperatur und hat am Ende, ehe der Wärmespeicher wieder aufgeheizt wird, eine Temperatur von 900'.
Diese Temperaturschwankung des Wärmespeichers mit ihren Einflüssen auf den Gang des. Hochofens und auf .die Zusammensetzung des erzeugten Synthesegases wird dadurch aufgefangen, daß zu Beginn der Vorwärmeperiode der Sauerstoff im Sauerstoff-Dampf-@Gemisch auf 58'/u vermindert und daß während der Vorwärmeperiode die Sauerstoffmenge langsam erhöht wird, so daß sie am Schluß der Periode 62,% beträgt. Dadurch wird erreicht, daß der Gang des Hochofens trotz der veränderten Vorwärmetemperatur vollständig gleichmäßig ist und daß sich das erzeugte Synthesegas nur in sehr geringem Umfang ändert. Im vorliegenden Fall wird ein Synthesegas erzeugt, das im Anfang eine Zusammensetzung von C 02 i2, °/o, Hz 17 °/o, C O 70 °/o, N2 i %, während es am Ende der Aufheizperiode nahezu die gleiche Zusammensetzung hat, nämlich C,02 120/0, H2 16,50/0" C O 70,5 0/0, N2 i %. Die geringen Veränderungen im Wasserstoff- oder Kohlenoxydgehalt können dabei zum Steuern des Sauerstoffzusatzes dienen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung stickstofffreier Synthesegase gleichmäßiger Zusammensetzung in Hochöfen oder ähnlichen metallurgischen Schmelzöfen unter Verwendung von Sauerstoff und anderen Vergasungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, @daß der Sauerstoff und die übrigen Vergasungsmittel gemeinsam in Wärme--speichern auf 700 bis i4oo ° vorgewärmt werden, wobei die in der Zeiteinheit zugeführte Sauerstoffmenge während der Wärmeabgabeperiode des Wärmespeichers entsprechend der Abnahme der Temperatur des Wärmespeichers so gesteigert wird, da.ß die Summe der fühlbaren Wärme der in -der Zeiteinheit dem Ofen zugeführten Vergasungsmittel und der bei der Umsetzung der -Vergasungsmittel im Ofen in der Zeiteinheit frei werdenden Wärrhe angenähert gleichblebt. 2,t Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß man die zur Regelung notwendige Sauerstoffmenge ganz oder teilweise hinter dem Wärmespeicher zugibt.