EP0215210A1 - Verfahren und Anlage zur Herstellung bindemittelloser Heissbriketts - Google Patents

Verfahren und Anlage zur Herstellung bindemittelloser Heissbriketts Download PDF

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EP0215210A1
EP0215210A1 EP86108912A EP86108912A EP0215210A1 EP 0215210 A1 EP0215210 A1 EP 0215210A1 EP 86108912 A EP86108912 A EP 86108912A EP 86108912 A EP86108912 A EP 86108912A EP 0215210 A1 EP0215210 A1 EP 0215210A1
Authority
EP
European Patent Office
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fluidized bed
heated
hot
finely divided
gas
Prior art date
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Granted
Application number
EP86108912A
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English (en)
French (fr)
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EP0215210B1 (de
Inventor
Werner Kaas
Rudolf Auth
Lothar Seidelmann
Erich Dr. Höffken
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thyssen Stahl AG
Original Assignee
Thyssen Stahl AG
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Publication date
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Priority to AT86108912T priority Critical patent/ATE46541T1/de
Publication of EP0215210A1 publication Critical patent/EP0215210A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0215210B1 publication Critical patent/EP0215210B1/de
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating

Definitions

  • the invention relates to a method and a plant for the production of binderless hot briquettes made of iron-containing pyrophoric, finely divided solids, in which the finely divided solid is blown before being briquetted by means of an ascending, oxidizing, heated gas stream and is held in a fluidized bed.
  • the gas flow is controlled in such a way that the temperature of the finely divided solid is increased to 450 to 650 ° C. by oxidation of part of the metallic iron.
  • the solid is hot briquetted.
  • the object of the invention is to avoid the disadvantages described and to propose a method and an associated system with which cooled, finely divided pyrophoric solids as well as solids with a reduced pyrophoric fraction as far as possible Energy-saving, accelerated manner can be hot-briquetted while improving the vortex behavior of the solids in the fluidized bed while avoiding channel formation and with sufficient control of the residence time of the solids in the fluidized bed.
  • the present invention provides in a method of the type described in the introduction that heat is felt from the outside until the onset of the oxidation of part of the metallic iron, and the fluidized bed promotes the action of the solid particles via the fluidized bed Is exposed to vibrations.
  • the fluidized bed is also supplied with heat that can be felt from the outside even after the onset of the oxidation, in order to accelerate to a briquetting temperature of 450 to 800 ° C.
  • the metallic iron By supplying sensible heat from the outside, the metallic iron is advantageously heated to the ignition temperature.
  • the supply of further sensible heat after the onset of oxidation accelerates the process in a rational manner, while the formation of channels is avoided by the action of vibrations on the fluidized bed and the finely divided solids can be guided specifically over the length of the fluidized bed.
  • Heated air is preferably used as the heated oxidizing gas stream, while hot combustion gases and / or heated inert gas, preferably heated nitrogen, are advantageously used to supply sensible heat to the fluidized bed.
  • the air and / or the inert gas are heated by the hot ones emerging from the fluidized bed preferably cleaned exhaust gases heated by heat exchange. This results in a particularly energy-saving way of working.
  • the heated air, the heated inert gas and the hot combustion gases are supplied to the fluidized bed in at least two, preferably in three or more, sections, the amount and temperature of the heated air, the heated inert gas and the hot combustion gases being independently controllable.
  • the temperature of the fluidized bed is measured at more than one, preferably at three, points and the temperature values are used to regulate / control the quantity and temperature of the heated air supplied to the fluidized bed, the heated inert gas and the hot combustion gases.
  • the amount of gases supplied to the fluidized bed is regulated / controlled so that the total amount of heated air, heated inert gas and hot combustion gases is constant.
  • the fluidized bed temperatures rise above the setpoint, the supply of hot combustion gases and then the supply of heated air is reduced. If, on the other hand, the temperatures measured in the fluidized bed fall below the desired value, more heated air is supplied and then the supply of hot combustion gases is increased.
  • the residence time of the solids in the fluidized bed can be adjusted by changing the inclination of the fluidized bed or by changing the vibrations applied from the outside.
  • finely divided solid to be prepared does not consist entirely or predominantly of pyrophoric material
  • part of the finely divided solid can be replaced by finely divided solid fuel.
  • Up to 15% or up to 10% of the finely divided solids are preferably replaced by finely divided solid fuel.
  • Lignite coke dust and / or finely divided coal dust preferably from the treatment of flotation sludge, can be used as the finely divided solid fuel.
  • the solid can be preheated in countercurrent before entering the fluidized bed by hot, uncleaned exhaust gases from the fluidized bed. It is also possible to preheat the solid in the first part of the fluidized bed by means of heated cooling air from the briquette cooling.
  • a system for carrying out the process consisting of a fluidized bed reactor with gas feed lines to the underside of the fluidized bed, a subsequent briquette press and a briquette cooler with a cooling air collecting hood, is characterized in that the fluidized bed reactor is equipped with vibration exciters in a manner known per se.
  • the underside of the fluidized bed reactor is designed as a chamber;
  • the upper chamber wall forming the bottom of the reactor there are gas feed nozzles which protrude above the fluidized bed level and are equipped with siphon-like end pieces which engage in the fluidized bed.
  • the chamber consists of at least two, preferably three or more, sections with separate gas supply lines.
  • the first section can be connected via a line to the cooling air collecting hood of the cooling belt of the briquette cooling.
  • the heated cooling air is fed via this line to the solid as it enters the fluidized bed reactor for preheating.
  • the fluidized bed reactor has a gas-tight hood with one or more, preferably two, exhaust pipes, which are equipped with control flaps.
  • the system is characterized by a dust separator which is connected to the hood of the fluidized bed reactor via the exhaust line (s).
  • the dust separator can also be connected to the hood of the fluidized bed reactor via the trough conveyor and a connecting line with control flaps. In this way, the solid can be preheated in countercurrent during transport to the fluidized bed reactor by means of uncleaned exhaust gases from the fluidized bed.
  • a heat exchanger connected to it via a line is advantageously arranged with heat exchanger elements for the heating of air and inert gas / exhaust gas.
  • the system has burners for generating hot combustion gases which are connected to the gas lines to the underside of the fluidized bed reactor.
  • the heat exchanger elements of the heat exchanger open via lines in the gas lines to the underside of the fluidized bed reactor.
  • Distributed across the fluidized bed reactor are preferably measuring devices for measuring the temperature of the fluidized bed, the temperatures and the supplied quantities of the hot combustion gases, the hot air and the hot inert gas and their distribution to the individual sections being known as a function of the measured temperatures
  • Control units are controllable.
  • the fluidized bed reactor preferably has adjusting devices with which the inclination of the reactor can be adjusted. It is also advantageous if the vibration exciters of the fluidized bed have adjusting devices with which the vibration amplitude / vibration frequency can be adjusted.
  • the elongated fluidized bed reactor which rests on vibration elements in the form of springs 5, has a gas-permeable bottom 6, gas feed lines 7 and a hood 8.
  • the fluidized bed reactor 4 is vibrated by vibration exciters, not shown.
  • the filter dust, which has been heated to the briquetting temperature in the fluidized bed reactor 4, is fed via a discharge 9 to a briquette press 10, in which the filter dust is pressed into briquettes.
  • the finished briquettes are brought to a briquette cooler for cooling, which is designed in the form of an endless belt 11, the briquettes being cooled by the ambient air passing through them.
  • the heated cooling air is collected and discharged by a hood 33.
  • the cooled briquettes then go into a bunker, not shown, from which they can be removed for use in the steel mill.
  • the fluidized bed reactor 4 As shown in FIG. 2, has a chamber 13, the upper chamber wall 6 of which forms the bottom of the reactor 4 and is gas-permeable.
  • 6 gas supply stub 14 are arranged in the bottom, which protrude beyond the fluidized bed level.
  • the gas feed stubs 14 are equipped with siphon-like end pieces 15 which reach into the fluidized bed 12.
  • the hood 8 of the fluidized bed reactor 4 has two exhaust pipes 16 which are equipped with control flaps 17.
  • the hot exhaust gases are fed to a dust separator 18 via the exhaust gas lines.
  • the hot exhaust gases can also be guided in part through the trough conveyor 3 in countercurrent to the filter dust being conveyed and fed to the dust separator 18 via a connecting line 35 with control flaps 36.
  • the filter dust in the trough conveyor 3 is already preheated. This is particularly advantageous when processing cold, coarse filter dust.
  • the filter dust particles separated from the exhaust gas in the dust separator 18 return to the fluidized bed reactor 4 via the trough conveyor 3.
  • the hot cleaned exhaust gases are fed to a heat exchanger 20 via a line 19.
  • heat exchanger elements 21 are arranged for heating air and inert gas / exhaust gas.
  • the system also has three burners 24 for generating hot combustion gases. This is done by burning natural gas with air, which are supplied via lines 25 and 26.
  • the burners 24 are connected to the gas supply lines 7 of the fluidized bed reactor 4.
  • the gas supply lines 7 are also connected to the heat exchanger elements 21 of the heat exchanger 20 via the lines 27.
  • the chamber 13 of the fluidized bed reactor 4, as shown in FIG. 1, is divided into three sections 28, into which the gas feed lines 7 open.
  • temperature measuring devices 29 are arranged, with which the temperature of the fluidized bed 12 is measured in the individual areas.
  • the measured temperature values are fed to the control elements 17, 30 and 31, known per se, in the lines 16 and 27 and to the fans 32 in the lines 22, 23, 25 and 26, via which the temperatures and the quantities of the hot combustion gases supplied , the hot air and of the hot inert gas can be controlled / regulated.
  • the fluidized bed reactor 4 has adjusting devices, not shown, with which the inclination of the reactor can be adjusted.
  • the vibration exciters, not shown, are also equipped with adjusting devices, not shown, with which the vibration amplitude / vibration frequency can be adjusted.
  • FIG. 3 shows a system according to the invention which corresponds to that described in FIG. 1.
  • the reference numbers apply accordingly.
  • the fluidized bed reactor 4 has four sections 28, the first being connected via a line 34 to the cooling air collecting hood 33 of the cooling belt 11 and the three other sections, as in FIG. 1, being connected to the burners 24.
  • the heated cooling air collected by the hood 33 can advantageously be used to preheat the filter dust in the first part of the fluidized bed reactor.
  • the fine and coarse dusts of Examples 1, 2 and 3 come from the filter system of a CO recovery system of an oxygen inflation converter.
  • the fine and coarse dusts of Examples 1 and 2 were separated during the normal operating state.
  • the numbers show the cooling of the dusts by transport from the filter system to the fluidized bed reactor and by storage in the silo.
  • the fine dust from Example 3 was obtained when the filter system was started up. It therefore has a low temperature and a low pyrophoric content right from the start.

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Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren und eine Anlage zur Herstellung von zur Verhüttung bestimmten bindemittellosen Heißbriketts aus Eisen enthaltenden pyrophoren, feinteiligen Feststoffen. Der feinteilige Feststoff wird vor dem Brikettieren mittels eines aufsteigenden, oxidierenden erhitzten Gasstromes durchblasen und in einer Wirbelschicht gehalten. Dabei wird der Gasstrom so geregelt, daß durch Oxidation mindestens eines Teiles des metallischen Eisens die Temperatur des feinteiligen Feststoffes auf 450 bis 650 ° C erhöht wird. Anschließend wird der Feststoff heißbrikettiert. Kennzeichen der Erfindung ist, daß der Wirbelschicht bis zum Einsetzen der Oxidation eines Teiles des metallischen Eisens von außen fühlbare Wärme zugeführt und die Wirbelschicht der Einwirkung von die Feststoffteilchen über das Wirbelbett fördernden Schwingungen ausgesetzt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Her­stellung von zur Verhüttung bestimmten bindemittellosen Heiß­briketts aus Eisen enthaltenden pyrophoren, feinteiligen Fest­stoffen, bei dem der feinteilige Feststoff vor dem Brikettieren mittels eines aufsteigenden, oxidierenden, erhitzten Gasstromes durchblasen und in einer Wirbelschicht gehalten wird. Der Gas­strom wird so geregelt, daß durch Oxidation eines Teiles des metallischen Eisens die Temperatur des feinteiligen Feststoffes auf 450 bis 650°C erhöht wird. Unmittelbar anschließend wird der Feststoff heißbrikettiert.
  • Aus der DE-PS 32 23 203 sind ein Verfahren und eine Anlage dieser Gattung bekannt, mittels derer mehr als 4 Gew.-% metallisches Eisen enthaltende feinteilige, trockene Feststoffe mit einer Tempe­ratur von mehr als 200° C, wie sie beispielsweise bei der Stahl­erzeugung nach dem Sauerstoffaufblasverfahren bei der CO-Rückge­winnung in Filtern anfallen, einem Fließbett (Wirbelbett) zuge­führt werden, welches den Filtern direkt nachgeschaltet ist.
  • Die Platzverhältnisse in einem Stahlwerk lassen jedoch eine sol­che Anordnung häufig nicht zu, so daß der heiße Filterstaub über mehr oder weniger lange Transportwege zur Heißbrikettier­anlage transportiert werden muß. Häufig müssen auch betriebs­bedingt Zwischenlagerzeiten in Kauf genommen werden. Lange Transportwege und/oder Zwischenlagerzeiten führen jedoch zur Abkühlung der Filterstäube, so daß sie bei Eintritt in die Wirbel­schicht keine ausreichende Temperatur mehr aufweisen und die Oxida­tion des metallischen Eisens nicht oder in zu geringem Maß einsetzt. Bei kalten Betriebszuständen oder im Anfahrzustand der Entstaubungs­anlage haben die Filterstäube von vornherein eine zu geringe Tem­peratur.
  • Eine weitere Schwierigkeit ergibt sich dadurch, wenn produktions­bedingt bei unterschiedlicher Fahrweise des Sauerstoffaufblaskon­verters der pyrophore Anteil des Filterstaubes zurückgeht und die Oxidation des metallischen Eisens nicht ausreicht, um die Tempera­tur des feinteiligen Feststoffes auf die Brikettiertemperatur anzu­heben.
  • Bei der bekannten Anlage ist es ferner schwierig, das Wirbel­verhalten der feinteiligen Feststoffe gleichmäßig zu halten, es kann nämlich zu einer Kanalbildung in der Wirbelschicht kommen. Außerdem ist es schwierig, die Verweilzeit des Fest­stoffes in der Wirbelschicht genau zu steuern.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren sowie eine zugehörige Anlage vorzu­schlagen, mit denen auch abgekühlte feinteilige pyrophore Feststoffe sowie Feststoffe mit verringertem pyrophoren Anteil auf möglichst energiesparende beschleunigte Weise heißbrikettiert werden können unter Verbesserung des Wirbelverhaltens der Feststoffe in der Wirbelschicht bei Vermeidung von Kanalbildung sowie bei ausreichender Steuerung der Verweilzeit der Feststoffe in der Wirbelschicht.
  • Als Lösung des verfahrensmäßigen Teils dieser Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung vor, daß der Wirbelschicht bis zum Einsetzen der Oxidation eines Teils des metallischen Eisens von außen fühlbare Wärme zuge­führt und die Wirbelschicht der Einwirkung von die Feststoffteilchen über das Wirbelbett fördernden Schwingungen ausgesetzt wird. Bevorzugt wird der Wirbelschicht auch nach dem Einsetzten der Oxidation weiterhin von außen fühlbare Wärme zugeführt, um eine Brikettiertemperatur von 450 bis 800°C beschleunigt zu erreichen.
  • Durch die Zuführung fühlbarer Wärme von außen wird das metallische Eisen in vorteilhafter Weise auf die Zündtemperatur erwärmt. Die Zu­führung weiterer fühlbarer Wärme nach dem Einsetzen der Oxidation beschleunigt das Verfahren in rationeller Weise, während durch die Einwirkung von Schwingungen auf die Wirbelschicht die Kanalbildung vermieden und die feinteiligen Feststoffe gezielt über die Länge der Wirbelschicht geführt werden können. Als erhitzter oxidierender Gas­strom wird bevorzugt erhitzte Luft verwendet, während zur Zufuhr fühlbarer Wärme zur Wirbelschicht mit Vorteil heiße Verbrennungsgase und/oder erhitztes Inertgas, vorzugsweise erhitzter Stickstoff, ver­wendet werden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden die Luft und/oder das Inertgas mittels der aus der Wirbelschicht austretenden heißen vorzugsweise gereinigten Abgase durch Wärmetausch erhitzt. Hier­durch ergibt sich eine besonders energiesparende Arbeitsweise.
  • Die erhitzte Luft, das erhitzte Inertgas und die heißen Verbren­nungsgase werden in mindestens zwei, vorzugsweise in drei oder mehreren, Abschnitten dem Wirbelbett zugeführt, wobei Menge und Temperatur der erhitzten Luft, des erhitzten Inertgases und der heißen Verbrennungsgase unabhängig voneinander regel-/steuerbar sind.
  • Die Temperatur des Wirbelbettes wird an mehr als einer, vorzugs­weise an drei,Stellen gemessen und die Temperaturwerte zur Rege­lung/Steuerung der Menge und Temperatur der der Wirbelschicht zu­geführten erhitzten Luft, des erhitzten Inertgases und der heißen Verbrennungsgase verwendet.
  • Auch diese Merkmale tragen zu einer energiesparenden, rationellen und gut regel-steuerbaren Verfahrensweise bei.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Menge der der Wirbelschicht zugeführten Gase so geregelt/gesteuert, daß die Gesamtmenge von erhitzter Luft, erhitztem Inertgas und heißen Verbrennungsgasen konstant ist.
  • Wenn sich die Wirbelschicht gemessenen Temperaturen über den Sollwert erhöhen, wird die Zufuhr von heißen Verbrennungs­gasen und anschließend die Zufuhr von erhitzter Luft herabge­setzt. Wenn dagegen die in der Wirbelschicht gemessenen Tempe­raturen unter den Sollwert absinken, wird mehr erhitzte Luft zugeführt und anschließend die Zufuhr heißer Verbrennungsgase erhöht.
  • Die Verweilzeit der Feststoffe im Wirbelbett kann durch Änderung der Wirbelbettneigung oder durch Änderung der von außen aufgege­benen Schwingungen eingestellt werden.
  • Wenn der aufzubereitende feinteilige Feststoff nicht vollständig oder überwiegend aus pyrophorem Material besteht, kann ein Teil des feinteiligen Feststoffes durch feinteiligen festen Brennstoff ersetzt werden. Bevorzugt werden dabei bis 15 % bzw. bis 10 % der feinteiligen Feststoffe durch feinteiligen festen Brennstoff er­setzt. Als feinteiliger fester Brennstoff kann Braunkohlenkoksstaub und/oder feinteilige Kohlenstäube, bevorzugt aus der Aufbereitung von Flotationsschlämmen, verwendet werden.
  • Der Feststoff kann vor dem Eintritt in das Wirbelbett durch heiße ungereinigte Abgase aus dem Wirbelbett im Gegenstrom vorgewärmt werden. Ferner ist es möglich, den Feststoff im ersten Teil des Wirbelbettes durch erhitzte Kühlluft aus der Brikettkühlung vor­zuerwärmen.
  • Als Vorteil der Erfindung wird angesehen, daß die mit der Verar­beitung von feinkörnigen, pyrophoren Feststoffen zu Heißbriketts verbundenen Probleme gelöst werden und die Stoffe auf energie­sparende Weise auf Heißbrikettiertemperatur gebracht werden können. Insbesondere können pyrophore Filterstäube, die aufgrund langer Transportwege sowie durch eine Zwischenlagerung einen Temperatur­verlust erlitten haben, ohne Schwierigkeiten verarbeitet werden. Ferner sind Filterstäube einsetzbar, deren pyrophorer Anteil auf­ grund produktionsbedingt unterschiedlicher Fahrweise des Sauer­stoffaufblaskonverters zurückgegangen ist. Das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner durchgeführt werden, wenn sich die Filter­anlage im Anfahrzustand befindet oder kalte Betriebszustände eintreten.
  • Eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus einem Wirbelbettreaktor mit Gaszuleitungen zur Unterseite des Wirbelbettes, einer anschließenden Brikettpresse und einem Brikettkühler mit Kühlluftauffanghaube, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelbett­reaktor in an sich bekannter Weise mit Schwingungserregern ausgerüstet ist.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Unterseite des Wirbelbettreaktors als Kammer ausgebildet; in der oberen, den Boden des Reaktors bildenden Kammerwand sind Gaszuleitungsstutzen angeordnet, die über den Wirbelbettspiegel hinausragen und mit syphonartigen in das Wirbelbett eingreifenden Endstücken ausge­rüstet sind.
  • Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Kammer aus mindestens zwei, vorzugsweise drei oder mehreren,Sektionen besteht mit getrennten Gaszuleitungen.
  • Die erste Sektion kann über eine Leitung mit der Kühlluftauffang­haube des Kühlbandes der Brikettkühlung verbunden sein. Über diese Leitung wird die erhitzte Kühlluft dem Feststoff beim Eintritt in den Wirbelbettreaktor zur Vorerwärmung zugeleitet.
  • Der Wirbelbettreaktor weist eine gasdichte Haube auf mit einer oder mehreren, vorzugsweise zwei Abgasleitungen, die mit Regel­klappen ausgerüstet sind.
  • Es ist weiter von Vorteil, wenn die Anlage durch einen Staubab­scheider gekennzeichnet ist, der über die Abgasleitung (en) mit der Haube des Wirbelbettreaktors verbunden ist.
  • Der Staubabscheider kann ferner über den Trogförderer und eine Verbindungsleitung mit Regelklappen mit der Haube des Wirbelbett­reaktors verbunden sein. Auf diese Weise kann der Feststoff beim Transport zum Wirbelbettreaktor durch ungereinigte Abgase aus dem Wirbelbett im Gegenstrom vorerwärmt werden.
  • Im Anschluß an den Staubabscheider ist vorteilhafterweise ein mit diesem über eine Leitung verbundener Wärmetauscher angeordnet mit Wärmetauscherelementen für die Erwärmung von Luft und Inertgas/Abgas.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Anlage Brenner zur Erzeugung heißer Verbrennungsgase auf, die mit den Gazuleitungen zur Unterseite des Wirbelbettreaktors in Verbindung stehen. Die Wärmetauscherelemente des Wärmetauschers münden über Leitungen in die Gasleitungen zur Unterseite des Wirbelbettreaktors ein.
  • Über den Wirbelbettreaktor verteilt sind bevorzugt Meßgeräte zur Messung der Temperatur der Wirbelschicht angeordnet, wobei in Ab­hängigkeit von den gemessenen Temperaturen die Temperaturen und die zugeführten Mengen der heißen Verbrennungsgase, der heißen Luft und des heißen Inertgases und ihre Verteilung auf die einzelnen Sek­tionen durch an sich bekannte Steuer-/Regelorgane steuer-/regelbar sind.
  • Bevorzugt weist der Wirbelbettreaktor Stellvorrichtungen auf, mit denen die Neigung des Reaktors einstellbar ist. Ferner ist es vorteil­haft, wenn die Schwingungserreger des Wirbelbettes Stellvorrichtungen aufweisen, mit denen die Schwingungsamplitude/Schwingungsfrequenz einstellbar sind.
  • Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Anlage werden im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt
    • Fig. 1 die erfindungsgemäße Anlage zur Heißbrikettierung von pyrophorem Filterstaub aus einer CO-Rückge­winnungsanlage eines Sauerstoffaufblaskonverters und
    • Fig. 2 einen Schnitt durch den Wirbelbettreaktor nach der Linie A-A
    • Fig. 3 eine zweite erfindungsgemäße Anlage.
  • Der in nicht dargestellten Filtern einer CO-Rückgewinnungsanlage eines Sauerstoffaufblaskonverters zurückgehaltene pyrophore Filter­staub gelangt, wie Fig. 1 zeigt, über eine Leitung 1 in ein Staub­silo 2, von dem es über einen Trogförderer 3 zum Wirbelbettreaktor 4 befördert wird. Der langgestreckte Wirbelbettreaktor, der auf Schwingungselementen in Form von Federn 5 ruht, weist einen gas­durchlässigen Boden 6, Gaszuleitungen 7 und eine Haube 8 auf. Der Wirbelbettreaktor 4 wird von nicht dargestellten Schwingungs­erregern in Schwingungen versetzt.
    Der im Wirbelbettreaktor 4 auf Brikettiertemperatur aufgeheitzte Filterstaub wird über einen Austrag 9 einer Brikettpresse 10 zuge­leitet, in welcher der Filterstaub zu Briketts verpreßt wird. Die fertigen Briketts gelangen zur Kühlung auf einen Brikettkühler, der in Form eines endlosen Bandes 11 ausgebildet ist, wobei die Kühlung der Briketts durch die durchstreichende Umgebungsluft erfolgt. Die erhitzte Kühlluft wird von einer Haube 33 aufgefangen und abgeleitet. Die gekühlten Briketts gelangen anschließend in einen nicht darge­stellten Bunker, aus dem sie zur Verwendung im Stahlwerk entnommen werden können.
  • Zur Erzeugung des Wirbelbettes 12 besitzt der Wirbelbettreaktor 4, wie Fig. 2 zeigt, eine Kammer 13, deren obere, den Boden des Reak­tors 4 bildende obere Kammerwand 6 gasdurchlässig ausgebildet ist. Zu diesem Zweck sind in dem Bodem 6 Gaszuleitungsstutzen 14 angeordne die über den Wirbelbettspiegel hinausragen. Die Gaszuleitungsstutzen 14 sind mit syphonartigen Endstücken 15 ausgerüstet, die in das Wir­belbett 12 hineingreifen.
  • Die Haube 8 des Wirbelbettreaktors 4 weist zwei Abgasleitungen 16 auf, die mit Regelklappen 17 ausgerüstet sin. Über die Abgaslei­tungen werden die heißen Abgase einem Staubabscheider 18 zugeleitet. Die heißen Abgase können zum Teil auch durch den Trogförderer 3 im Gegenstrom zum geförderten Filterstaub geführt und über eine Verbindungsleitung 35 mit Regelklappen 36 dem Staubabscheider 18 zugeleitet werden. Auf diese Weise wird der Filterstaub im Trog­förderer 3 bereits vorerwärmt. Dies ist besonders vorteilhaft bei der Verarbeitung von kaltem groben Filterstaub.
    Die im Staubabscheider 18 aus dem Abgas abgeschiedenen Filterstaub­teilchen gelangen über den Trogförderer 3 wieder in den Wirbelbett­reaktor 4. Die heißen gereinigten Abgase werden über eine Leitung 19 einem Wärmetauscher 20 zugeführt. In diesem Wärmetauscher sind Wärmetauscherelemente 21 angeordnet zur Erhitzung von Luft und Inertgas/Abgas.
  • Die Anlage weist ferner drei Brenner 24 auf zur Erzeugung von heißen Verbrennungsgasen. Dies geschieht durch Verbrennung von Erd­gas mit Luft, die über die Leitungen 25 und 26 zugeführt werden. Die Brenner 24 stehen mit den Gaszuleitungen 7 des Wirbelbettreak­tors 4 in Verbindung. Die Gaszuleitungen 7 sind ferner über die Lei­tungen 27 mit den Wärmetauscherelementen 21 des Wärmetauschers 20 verbunden. Die Kammer 13 des Wirbelbettreaktors 4 ist, wie Fig. 1 zeigt, in drei Sektionen 28 aufgeteilt, in welche die Gaszuleitungen 7 einmünden. Im Wirbelbettreaktor 4 sind Temperaturmeßgeräte 29 angeordnet, mit denen die Temperatur des Wirbelbettes 12 in den einzelnen Bereichen gemessen wird. Die gemessenen Temperaturwerte werden den an sich bekannten Steuer-/Regelorganen 17, 30 und 31 in den Leitungen 16 und 27 sowie den Ventilatoren 32 in den Leitungen 22, 23, 25 und 26 zugeleitet, über welche die Temperaturen und die zugeführten Mengen der heißen Verbrennungsgase, der heißen Luft und des heißen Inertgases gesteuert/geregelt werden.
  • Der Wirbelbettreaktor 4 weist nicht dargestellte Stellvorrichtungen auf, mit denen die Neigung des Reaktors einstellbar ist. Die nicht dargestellten Schwingungserreger sind ferner mit nicht ge­zeichneten Stellvorrichtungen ausgerüstet, mit denen die Schwin­gungsamplitude/Schwingungsfrequenz einstellbar sind.
  • Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Anlage, die mit der in Fig. 1 beschriebenen übereinstimmt. Die Bezugszahlen gelten entsprechend. Der Wirbelbettreaktor 4 weist jedoch vier Sektionen 28 auf, wobei die erste über eine Leitung 34 mit der Kühlluftauffanghaube 33 des Kühlbandes 11 verbunden ist und die drei anderen Sektionen, wie in Fig. 1, mit den Brennern 24 in Verbindung stehen. Auf diese Weise kann mit Vorteil die von der Haube 33 aufgefangene erhitzte Kühlluft zur Vorerwärmung des Filterstaubes im ersten Teil des Wirbelbett­reaktors verwendet werden.
  • Die in der folgenden Tabelle zusammengestellten Werte dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.
    Figure imgb0001
  • Die Fein- und Grobstäube der Beispiele 1, 2 und 3 stammen aus der Filteranlage einer CO-Rückgewinnungsanlage eines Sauerstoff­aufblaskonverters.
  • Die Fein- und Grobstäube der Beispiele 1 und 2 wurden während des normalen Betriebszustandes abgeschieden. Die Zahlen zeigen die Abkühlung der Stäube durch den Transport von der Filter­anlage bis zum Wirbelbettreaktor und durch die Lagerung im Silo. Der Feinstaub von Beispiel 3 fiel im Anfahrzustand der Filter­anlage an. Er weist daher von vornherein eine geringe Temperatur und einen geringen pyrophoren Anteil auf.

Claims (30)

1. Verfahren zur Herstellung von zur Verhüttung bestimmten bindemittel­losen Heißbriketts aus Eisen enthaltenden pyrophoren, feinteiligen Feststoffen, bei dem der feinteilige Feststoff vor dem Brikettieren mittels eines aufsteigenden, oxidierenden, erhitzten Gasstromes durchblasen und in einer Wirbelschicht gehalten wird, wobei der Gasstrom so geregelt wird, daß durch Oxidation mindestens eines Teiles des metallischen Eisens die Temperatur des feinteiligen Feststoffes auf 450 bis 650° C erhöht wird, und bei dem der Fest­stoff anschließend heißbrikettiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß
der Wirbelschicht bis zum Einsetzen der Oxidation eines Teiles der metallischen Eisens von außen fühlbare Wärme zugeführt
und die Wirbelschicht der Einwirkung von die Fest­stoffteilchen über das Wirbelbett fördernden Schwingungen ausgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbel­schicht nach dem Einsetzen der Oxidation weiterhin von außen fühl­bare Wärme zugeführt wird, um eine Brikettiertemperatur von 450 bis 800° C beschleunigt zu erreichen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als erhitzter oxidierender Gasstrom erhitzte Luft verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zufuhr fühlbarer Wärme zur Wirbelschicht heiße Verbrennungsgase und/oder erhitztes Inertgas, vorzugsweise erhitzter Stickstoff, verwendet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft und/oder das Inertgas mittels der aus der Wirbelschicht aus­tretenden heißen, vorzugsweise gereinigten Abgase durch Wärmetausch erhitzt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erhitzte Luft, das erhitzte Inertgas und die heißen Verbrennungs­gase in mindestens zwei, vorzugsweise in drei oder mehreren Ab­schnitten, dem Wirbelbett zuführbar sind.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Menge und Temperatur der erhitzten Luft, des erhitzten Inertgases und der heißen Verbrennungsgase unabhängig voneinander regelbar/steuerbar sind.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Wirbelbettes an mehr als einer, vorzugsweise an drei Stellen, gemessen und die Temperaturwerte zur Regelung/­ Steuerung der Menge und Temperatur der der Wirbelschicht zuge­führten erhitzten Luft, des erhitzten Inertgases und der heißen Verbrennungsgase verwendet werden.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der der Wirbelschicht zugeführten Gase so geregelt/gesteuert wird, daß die Gesamtmenge von erhitzter Luft, erhitztem Inertgas und heißen Verbrennungsgasen konstant ist.
10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr von heißen Verbrennungsgasen und anschließend die Zufuhr von erhitzter Luft herabgesetzt werden, wenn sich die in der Wir­belschicht gemessenen Temperaturen über den Sollwert erhöhen.
11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehr erhitzte Lufte zugeführt und anschließend die Zufuhr heißer Verbrennungs­gase erhöht wird, wenn die in der Wirbelschicht gemessenen Temperaturen unter den Sollwert absinken.
12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit der Feststoffe im Wirbelbett durch Änderung der Wirbel­bettneigung einstellbar ist.
13. Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit der Feststoffe im Wirbelbett durch Änderung der von außen aufgegebenen Schwingungen einstellbar ist.
14. Verfahren nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß bis 15 %, vorzugsweise bis 10 %, der pyrophoren feinteiligen Fest­stoffe durch feinteiligen festen Brennstoff ersetzt werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß als fein­teiliger fester Brennstoff Braunkohlen-Koks-Staub und/oder fein­teilige Kohlenstäube, bevorzugt aus der Aufbereitung von Flota­tionsschlämmen, verwendet werden.
16. Verfahren nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoff vor dem Eintritt in das Wirbelbett durch heiße unge­reinigte Abgase aus dem Wirbelbett im Gegenstrom vorgewärmt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoff im ersten Teil des Wirbelbettes durch erhitzte Kühlluft aus der Brikettkühlung vorerwärmt wird.
18. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 17 bestehend aus einem Wirbelbettreaktor mit Gaszuleitungen zur Unterseite des Wirbelbettes, einer anschließenden Brikettpresse und einem Brikettkühler, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbel­bettreaktor (4) in an sich bekannter Weise mit Schwingungserregern ausgerüstet ist.
19. Anlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des Wirbelbettreaktors (4) als Kammer (13) ausgebildet ist und in der oberen den Boden des Reaktors bildenden Kammerwand (6) Gaszu­leitungsstutzen (14) angeordnet sind, die über den Wirbelbettspiegel hinausragen und mit siphonartigen in das Wirbelbett (12) eingrei­fenden Endstücken (15) ausgerüstet sind.
20. Anlage nach Anspruch 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (13) aus mindestens zwei, vorzugsweise drei oder mehreren, Sektionen (28) mit getrennten Gaszuleitungen (7) besteht.
21. Anlage nach Anspruch 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Sektion (28) über eine Leitung (34) mit der Kühlluftauffang­haube (33) des Kühlbandes (11) verbunden ist.
22. Anlage nach Anspruch 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelbettreaktor (4) eine gasdichte Haube (8) aufweist mit einer oder mehreren, vorzugsweise zwei, Abgasleitungen (16), die mit Regelklappen (17) ausgerüstet sind.
23. Anlage nach Anspruch 18 bis 22, gekennzeichnet durch einen Staub­abscheider (18), der über die Abgasleitung (en) (16) mit der Haube (8) des Wirbelbettreaktors (4) verbunden ist.
24. Anlage nach Anspruch 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Staubabscheider (18) über den Trogförderer (3) und eine Verbin­dungsleitung (35) mit Regelklappen (36) mit der Haube (8) des Wirbelbettreaktors (4) verbunden ist.
25. Anlage nach Anspruch 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an den Staubabscheider (18) ein mit diesem über eine Leitung (19) verbundenen Wärmetauscher (20) angeordnet ist mit Wärmetauscherelementen (21) für die Erwärmung von Luft und Inert­gas/Abgas.
26. Anlage nach Anspruch 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszuleitungen (7) zur Unterseite des Wirbelbettreaktors (4) mit Brennern (24) zur Erzeugung heißer Verbrennungsgase in Verbindung stehen.
27. Anlage nach Anspruch 18 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscherelemente (21) über Leitungen (27) in die Gaszu­leitungen (7) einmünden.
28. Anlage nach Anspruch 18 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß über den Wirbelbettreaktor (4) verteilt Meßgeräte (29) zur Messung der Temperatur der Wirbelschicht angeordnet sind, wobei in Abhängigkeit von den gemessenen Temperaturen die Temperaturen und die zugeführten Mengen der heißen Verbrennungsgase, der heißen Luft und des heißen Inertgases und ihre Verteilung auf die einzelnen Sektionen (28) durch an sich bekannte Regal-/Steuerorgane regel-/steuerbar sind.
29. Anlage nach Anspruch 18 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelbettreaktor (4) Stellvorrichtungen aufweist, mit denen die Neigung des Reaktors einstellbar ist.
30. Anlage nach Anspruch 18 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungserreger des Wirbelbettes (12) Stellvorrichtungen auf­weisen, mit denen die Schwingungsamplitude/Schwingungsfrequenz einstellbar sind.
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