EP2252710A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von flüssigem roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von flüssigem roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten

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Publication number
EP2252710A1
EP2252710A1 EP09722397A EP09722397A EP2252710A1 EP 2252710 A1 EP2252710 A1 EP 2252710A1 EP 09722397 A EP09722397 A EP 09722397A EP 09722397 A EP09722397 A EP 09722397A EP 2252710 A1 EP2252710 A1 EP 2252710A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas
top gas
solids
separation
melting
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09722397A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Georg Aichinger
Thomas Eder
Hado Heckmann
Robert Millner
Johannes Leopold Schenk
Martin Schmidt
Kurt Wieder
Johann Wurm
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.)
Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
SIEMENS VAI METALS TECHNOLOGIES GmbH
Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SIEMENS VAI METALS TECHNOLOGIES GmbH, Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria filed Critical SIEMENS VAI METALS TECHNOLOGIES GmbH
Publication of EP2252710A1 publication Critical patent/EP2252710A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/14—Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0006—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
    • C21B13/0013—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state introduction of iron oxide into a bath of molten iron containing a carbon reductant
    • C21B13/002—Reduction of iron ores by passing through a heated column of carbon
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
    • F27D17/008—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases cleaning gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/40—Gas purification of exhaust gases to be recirculated or used in other metallurgical processes
    • C21B2100/44—Removing particles, e.g. by scrubbing, dedusting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/60—Process control or energy utilisation in the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/62—Energy conversion other than by heat exchange, e.g. by use of exhaust gas in energy production
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
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    • C21B2100/60—Process control or energy utilisation in the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/66—Heat exchange
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for the production of liquid pig iron or liquid steel precursors from feeds formed from iron ores and aggregates, wherein the feedstocks in a reduction zone subjected to extensive reduction and then a melting zone or a melting unit, in particular a melter gasifier, for melting with addition of carbon carriers and oxygen-containing gas to form a fixed bed, to form a CO and H 2 -containing reducing gas is formed, which is introduced into the reduction zone, converted there and discharged as a top gas wherein the hot, solid-laden top gas, with at least partial deposition the solids from the top gas, at least one dry dust deposit, in particular a coarse deposit, is subjected and at least parts of the separated hot solids in the molten zone or the melting aggregate or in a reduction zone rü be returned.
  • a melting zone or a melting unit in particular a melter gasifier
  • JP 05-078722A describes a smelting reduction process in which the top gas is de-dusted hot and the dust is introduced together with prereduced material in the smelting unit.
  • the disadvantage here is in particular that hot gas cyclones achieve only insufficient dedusting.
  • the object of the invention is achieved according to the method according to the characterizing part of claim 1 and the device according to the characterizing part of claim 12.
  • the process according to the invention provides for the treatment of a top gas laden with solids derived from a reduction zone, solid material being separated off by dry coarse separation and returned to the process.
  • the precipitated solid is placed in a molten zone, e.g. recycled in a smelting unit or in a reduction zone.
  • the top gas is further purified, whereby the solids deposited in the fine-separation stage can be recycled to the melter gasifier and / or into the molten zone or discharged from the process.
  • the melting zone and the reduction zone may also be formed as parts of a blast furnace.
  • the top gas is subjected to at least one additional fine-precipitation stage, with at least partial separation of the solids remaining in the top gas, the temperature being at this deposition stage deposited solid is recycled to the melter gasifier or molten zone or discharged from the process.
  • the top gas can be further purified and thus largely freed from solids, on the other hand, the solid separated thereby can be treated or used independently of the solid which was separated in the first stage. This allows fractionation of the solids and thus separate use of these separated solids.
  • the precipitated solid in particular in the case where it has high fractions of slag formers, is admixed with iron and / or carbon carriers, in particular iron- or carbon-containing dusts, dried sludges or fine ore prior to entry into the melter gasifier or the molten zone in such a way that the solid together with the additives has a content of> 30%, in particular> 50%, of iron and carbon.
  • Solids in the top gas may contain different amounts of valuable substances, such as iron and / or carbon carriers and slag formers, such as, for example, Have oxides.
  • the discharged solid is first processed to enrich the iron and carbon contents, in particular by means of a Staubsichtung, a hydrocyclone, a flotation and / or a leaching of water-soluble or readily suspendable components, and then in the melting unit or in introduced the melting zone.
  • the type of enrichment can be adjusted according to the available resources but also the facilities, the type of treatment can be selected accordingly from the known technical methods.
  • a possible embodiment of the method according to the invention provides that the entry of the deposited solid is preferably carried out by means of agglomeration burners in the upper part of the melting unit, in particular immediately above the fixed bed.
  • This allows immediate reaction of the solid in the smelting unit in the area above the fixed bed, with rapid gasification and combustion, and the hot gas coming in contact with the packed bed surface, transferring some of its heat content to the packed bed.
  • the dust radiation contributes considerably to heat transfer due to the high heat.
  • the heat content of the agglomerated dust in the burner jet which is deposited on the Festbettoberf kaue - introduced in addition to its material substance -in the fixed bed. Under Agglomerationsbrenner the expert understands a device in the heat by combustion of z.
  • B. carbon carriers is generated. Dust is removed by means of a propellant, e.g. Nitrogen, transported in a propellant gas stream and introduced into the region of heat, wherein it comes to soften non-combustible portions of the dust, so that the particles of dust agglomerate and agglomerates are introduced into the melter.
  • a propellant e.g. Nitrogen
  • solid particles are separated from the reducing gas before it is introduced into the reduction zone and introduced into the melting aggregate together with the solid deposited from the top gas.
  • Solids in process gases are usually disadvantageous, so that the gases are first freed from the solids.
  • the reducing gas generated in the smelting unit is fed to the reduction zone, wherein this reducing gas is usually laden with solids on leaving the smelting unit.
  • a separation device is usually provided, which ensures separation of the solid prior to its introduction into the reduction zone, so that the reduction zone is not loaded with the solids, which consist predominantly of dusts and small particles.
  • the separated in this separator solids are recycled to the smelting unit. Solids that have been separated from the top gas can now be recycled together with the solids separated from the reducing gas into the smelting unit.
  • the merging of the solids can be done before and after the deposition of the reducing gas.
  • a further particular embodiment of the method according to the invention provides that the separated solid, optionally with the addition of fine ores and / or iron and / or carbon carriers, is fed to an agglomeration and as Agglomerate, optionally together with carbon carriers and / or with iron carriers, is introduced into the melting unit.
  • the agglomeration of the separated solids not only their handling is simplified, but it is also possible by the said admixture to influence the composition targeted and thus improve about the energy balance and the process efficiency of the melting process or to influence the melting process on the admixtures.
  • the said iron and carbon carriers can be utilized.
  • the additional fine-precipitation stage comprises one or more dry dedusting stages, in particular dust filters, cyclones or dust bags.
  • the additional separation stage the solid remaining in the top gas after the coarse separation is almost completely separated, so that a top gas with a very low content of solids is achieved.
  • known devices such as dust filters, cyclones or dust bags can be used to achieve the desired deposition.
  • the facilities are designed according to the requirements of the purity of the top gas and set the number of facilities accordingly.
  • the additional fine-precipitation stage comprises one or more wet-dedusting stages, in particular scrubbers. It has been found that in some cases it is advantageous if the cleaning is carried out by a wet dedusting, because it comes here to a cooling of the treated gas and the purified top gas is required for further use at a lower temperature.
  • the number of scrubbers is determined according to the required purity and the amount of top gas that needs to be cleaned.
  • the application of a wet dedusting may also be indicated due to the need to remove filterable materials.
  • An advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the purified top gas is supplied to the use of its pressure energy of an expansion turbine.
  • the overall energy balance of the process can be increased, since the heat and the pressure energy of the top gas can be used.
  • the top gas is cooled before and / or after the dry separation by means of water, steam, ordegaseindüsung, wherein the gas volume is increased with at least partial evaporation of the water.
  • the cooling of the top gas is necessary on the one hand, if a very hot top gas is present, since the facilities for the deposition of a very high thermal load not permanently withstand or a particularly expensive equipment of these facilities would result.
  • the evaporation generates additional pressure energy in the top gas, which can subsequently be used in a separate process step.
  • the heat content of the hot, purified top gas is removed via a heat exchanger and this heat is used to heat process or inert gases, drying and / or heating of Prozeßinsatz- or circulating or steam generation. This can increase the efficiency of the melting or reduction process and reduce production costs.
  • the device according to the invention for the production of liquid pig iron or liquid steel precursors comprises a reduction unit, for reducing feedstocks, formed from iron ores and aggregates and a melting unit, in particular a melter gasifier, for melting the reduced feedstocks with the addition of carbon carriers and oxygen-containing gas, wherein a fixed bed forms and a CO and H 2- containing reducing gas is formed.
  • the smelting unit is connected to the reduction unit via a reducing gas line, for introducing the reduction gas formed in the smelting unit into the reduction unit and a discharge, for discharging the reducing gas reacted in the reduction unit as hot top gas laden with solids.
  • the reduction unit can be designed as a reduction shaft or as a plurality of reduction reactors or else as part of a blast furnace.
  • the smelting unit may also be part of a blast furnace.
  • at least one device for dry dust separation, in particular a coarse separation, of the solids of the top gas is provided which has a gas discharge for the removal of the coarsely purified top gas and a supply line which connects the device for dust separation with the melting unit, so that the still hot separated solid can be introduced directly into the melting unit. Due to the dry separation, the usual amounts of sludges which are customary with wet separation are eliminated, which in any case have to be treated and therefore have to be treated in a complex manner. Dry dedusting allows the temperature of the top gas to be largely maintained, so that this heat content can be supplied for later use.
  • the device for dry coarse separation is a first gas discharge or a second gas discharge connected to at least one device for fine separation of solids, this having a further supply line, which connects the means for fine separation with the melting unit.
  • the device for coarse separation of the solids is a cyclone, a dust bag or a hot gas filter, in particular a ceramic filter, or a group of units connected in parallel or in series of these devices.
  • These devices have the advantage that a cooling of the top gas is largely avoided, that a water / sludge economy for gas purification is eliminated or can be made smaller in terms of a downstream Duststustungscut.
  • the devices can be connected in series or in parallel. This is done taking into account the required degree of dust separation, the given gas flow rate and the desired fractionation of the dust.
  • an agglomeration burner for introducing the separated solids into the smelting unit on the smelting unit, the supply line being connected to the agglomeration burner.
  • the agglomeration burner burns the carbon contained in the dust with oxygen.
  • the reaction gas ifies the carbon. In this case, at least part of the heat of the reaction gas and the remaining dust is transferred to the fixed bed.
  • the reducing gas line before its confluence with the reduction unit a Separating device for separating solids from the reducing gas and means for returning these solids in the melting unit, wherein the feed line upstream of the separator opens into the reducing gas line or in the means for recycling.
  • the separating device By means of the separating device, the reducing gas can be purified before it is introduced into the reduction unit and the solids separated off can be returned to the melting unit. This recirculation takes place together with the solid deposited from the top gas, the solid from the top gas being introduced via the feed line of the separating device into the reducing gas line or into the device for recycling into the melting aggregate.
  • the separated solids can be recycled via a common means in the smelting unit.
  • the device for coarse separation of the solids is connected via a supply line with an agglomeration device for the agglomeration of the solids.
  • an agglomeration device for the agglomeration of the solids This allows a treatment of the separated solids, the solids are transported easier and returned to the smelting unit.
  • the agglomerates can also be stored temporarily and fed to later use in another or in the same process.
  • the melting unit has a feeding device for introducing carbon carriers, which is also suitable for introducing agglomerates.
  • a feeding device for introducing carbon carriers which is also suitable for introducing agglomerates.
  • solids of different particle shape and size can be used, so that a higher flexibility in the use of the entry device is given. It thus next to the entry device for the carbon carrier no further entry required.
  • deposited solids are introduced as particles or dusts together with the carbon carriers.
  • the gas discharge of the device for dry coarse separation can be indirectly connected by means of a second gas discharge directly or a first gas discharge with at least one device for fine separation of solids.
  • the device for fine separation comprises a further gas discharge for removing the finely purified top gas and a discharge for discharging separated solids.
  • the device for fine separation is a cyclone or a group of cyclones connected in parallel or in series, in particular from 2 to 5 cyclones.
  • Cyclones have the advantage that they can be operated even at high gas temperatures.
  • By adjusting the gas velocity in the cyclone it is possible to selectively separate solids, since the differences in density and size of the particles to be separated can be used.
  • a classification of the separated solids can be achieved.
  • By the parallel connection and adaptation to the amount of gas to be treated is possible. Due to the property that different solids have different density and particle size or shape, it is thus possible to selectively remove fractions of the solids, e.g. Separate unwanted slag formers to a high proportion by the fractionation and eject it from the process or to send it to a separate recycling.
  • the device for fine separation is a filter or a group of filters connected in series, in particular a fabric filter, a ceramic filter or an electrostatic precipitator.
  • filters have the advantage that they do without water or other auxiliaries and therefore operate cost-effectively in operation.
  • the top gas is cooled only slightly during the treatment.
  • An alternative embodiment of the device according to the invention provides that a further device for fine separation is provided, which is arranged connected in parallel to the device for fine separation.
  • This variant makes it possible to connect the further device for fine separation as needed or to operate instead of the device for fine separation.
  • this group can be shut down if necessary, in addition to the fine separation device or are used exclusively for cleaning the prepurified top gas withdrawn from the device for coarse separation.
  • Another possible embodiment of the device according to the invention provides that the further device for fine separation with the first gas discharge or with the second gas discharge and via a return, optionally via an additional refrigerant gas compressor, is connected in line with a derivative.
  • a return optionally via an additional refrigerant gas compressor
  • an alternative embodiment of the device according to the invention provides that the device for fine separation is a scrubber or a group of scrubbers connected in series.
  • the fine separation may take place by means of a scrubber. This has the advantage that the solid is separated to a very high proportion. Furthermore, there is a cooling of the top gas, which may be advantageous for certain other uses.
  • a special embodiment of the device according to the invention provides that the second gas discharge connected to the device for fine separation and / or the further device for fine separation and with an expansion turbine for the use of the pressure energy of the top gas for the discharge of the purified top gas, thereby allowing a direct use of the pressure energy done the top gas.
  • a special embodiment of the device according to the invention provides that a means for injecting water, steam or cooling gas is provided in the discharge or in the gas discharge, so that the top gas is cooled, wherein the gas volume is increased with at least partial evaporation of the water.
  • the cooling of the top gas makes it possible to set a largely constant operating temperature for the devices for separation even with operational fluctuations in the top gas temperature. Thus, high thermal stress for these devices can be avoided. Due to the evaporation, an additional gas volume flow is generated in the top gas, which can subsequently be used in a separate process step.
  • By cooling the top gas are also the possible facilities required for an application for deposition Of a solid in question come extended, since often the temperature of the gas to be treated is the limit for the use of a specific separation devices.
  • a heat exchanger and / or in the further gas discharge for removing the finely purified top gas is or is in the first gas discharge for removing the coarsely purified top gas, a heat exchanger, to use the heat content of the top gas for the heating of process or inert gases, drying and / or heating of Prozeßinsatz- or Kreislaufstoffen or for steam generation arranged.
  • the heat content of the top gas after coarse cleaning - or depending on the type of coarse dedusting downstream fine dedusting - can also be used after a fine dedusting to heat process gases accordingly.
  • a temperature-sensitive device for fine dusting their components are exposed to the fact that the top gas previously passes through a heat exchanger, a lower thermal load. As a result, a variety of possible devices for fine separation can be used without the risk of thermal overload threatens.
  • An advantageous embodiment of the device according to the invention provides that the heat exchanger with the device for fine separation and / or the further device for fine separation and with an expansion turbine, to use the pressure energy of the top gas, is connected by line.
  • the now cooled in the heat exchanger top gas can on the one hand another device for fine separation or fed directly to a expansion turbine.
  • the need for a fine separation results from the solids remaining in the top gas after the coarse separation.
  • the purified top gas is added directly to an expansion turbine. However, it is also conceivable that this takes place only after the fine separation.
  • the further device for fine separation has a further supply line, which optionally connects the device for fine separation via a treatment with the melting unit.
  • the separated solid can be utilized in the smelting unit.
  • the solid of a treatment such as a classification, Sorting, crushing, mixing, draining ngs- and drying stage are fed.
  • Fig. 1 shows a possible embodiment of the device according to the invention
  • a pre-reduced or reduced material in a reduction unit 1 is fed to a smelting unit 2, such as a melter gasifier, and melted into pig iron in a fixed bed.
  • the process gas formed thereby is withdrawn as a reducing gas via the reducing gas line 3.
  • a separating device 9 the reducing gas laden with solids is cleaned, wherein the solid is separated by means of the separating device 9.
  • the purified reducing gas is supplied to the reduction shaft 1 via the reducing gas line 3A.
  • the starting materials are reduced by means of the CO and H 2 -containing reducing gas and the reacted reducing gas is withdrawn as top gas via the discharge line 4 and fed to a device for coarse separation 5.
  • the hot laden with solids top gas is largely purified in the device for coarse separation by the solids are separated.
  • a line 3B may be provided which connects the reducing gas line 3A to a wet dedusting line 20.
  • the wet dedusting can be connected via a line 21 with a cooling gas compressor 28, wherein the discharge line 23 of the refrigerant gas compressor is connected to the reducing gas line 3.
  • the separated solids are fed either via the feed line 7 and an agglomeration burner 8 above the fixed bed or directly into the fixed bed the melting unit 2.
  • the agglomeration burner 8 can be connected to an oxygen supply 29 for the introduction of oxygen-containing gases or gas mixtures, which also supplies the melting aggregate with these gases or gas mixtures.
  • the separated solids may also be introduced by means of the supply lines 7A into the reducing gas line 3 upstream of the separator 9 or by means of the supply line 7B into the device 10 for recycling 10 downstream of the separator 9.
  • the means for recycling 10 can be connected by means of an agglomeration burner 8, which opens above the fixed bed in the melting unit 2.
  • the supply line 7 may be connected to an agglomeration device 1 1 via a line 7C, so that solids from the device for coarse separation 5 of the agglomeration device 11 can be supplied. Furthermore, the agglomerates formed in the agglomeration device 11 can be introduced into the smelting unit 2.
  • the agglomeration device 11 can be configured as coal briquetting, oxide briquetting or sponge iron compacting or briquetting.
  • the agglomerates formed can be pretreated as coal briquettes via a line 33 and a charging device 12 directly into the smelting unit 2, as oxide briquettes via a line 30 directly into the reduction shaft 1 or as sponge iron briquettes first in a preheating and reduction stage 27 and then via line 34 in the melting unit 2 are introduced.
  • the material prereduced or reduced in a plurality of reduction reactors can be fed via line 35 to the agglomeration device 11 for hot briquetting or hot compacting.
  • the reduction rectifiers take over the function of the reduction unit in an analogous manner. These agglomerates are then introduced into the smelting unit 2.
  • the first gas discharge 6A and the second gas discharge 6B of the coarse separation device 5 may be directly or indirectly connected to a fine separation device 13A and / or a further fine separation device 13B.
  • a heat exchanger 17 may be installed in the communication line between the devices 5 and 13. This allows a temperature adjustment of the top gas.
  • the discharge line 4 or the gas discharges 6A, 6B can be introduced by a means 22 for injecting water, steam or cooling gas, wherein the water is at least partially evaporated and the top gas can be cooled.
  • the coarse separation device 5 is connected to the fine separation device 13.
  • a heat exchanger 17 may be installed, which is used for the cooling of the top gas using the heat energy, for example for the heating of process gases can be.
  • Parallel to the device for dry fine separation 13A, one or more parallel dedusting wet dust 13B can be provided. These may be operated together with the fine separation device 13A or alone. It is also conceivable to provide this wet dedusting 13B as a standby devices that can be switched on only when needed.
  • the fine separation device 13 has another supply line 15A, 15B, 15C for recycling the solids separated at these fine separation devices.
  • a discharge 16 may be provided to discharge separated solids that can not be returned directly to the melter.
  • a treatment 24 of the solids deposited in the wet dedusting 13B may also be provided between the supply lines 15A, 15B, which may comprise a classifying, sorting, comminuting, mixing, dewatering and drying step.
  • the treatment 24 may also be connected to the dry dedusting 5 via a feed line 25, so that solids separated off at the dry dedusting 5 can be supplied to the treatment 24.
  • the treatment 24 can be connected via a line 31 to the agglomeration device 11. Via an entry 32 further dusts or additives can be introduced.
  • the pre-cleaned or purified top gas can be fed to an expansion turbine 19 for utilizing the pressure energy of the top gas.
  • the top gas, before it is introduced into the expansion turbine 19, are cooled in a heat exchanger 18.
  • the heat exchanger 18 is placed in the further gas discharge 14, instead of a heat exchanger 17 downstream of the dry fine deposit 13A, when the dust loading of the gas upstream of the dry fine deposit 13A is too high for a permanent operation of a heat exchanger.
  • the relaxed after the expansion turbine 19 top gas can be supplied to other uses.
  • a return 26 may be provided so that the top gas purified at the wet dedusting 13B may optionally be returned to the drain 23 via an additional refrigerant gas compressor 28A.

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Abstract

Beansprucht wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von flüssigem Roheisen oder flüssigen Stahlvorprodukten aus von Eisenerzen und Zuschlägen gebildeten Einsatzstoffen, wobei die Einsatzstoffe in einer Reduktionszone (1) einer weitgehenden Reduktion unterzogen und dann einer Schmelzzone oder einem Schmelzaggregat (2), insbesondere einem Einschmelzvergaser, zum Erschmelzen unter Zusatz von Kohlenstoffträgern und sauerstoffhaltigem Gas unter Ausbildung eines Festbettes, zugeführt werden, wobei ein CO- und H2-hältiges Reduktionsgas gebildet wird, das in die Reduktionszone (1) eingeleitet, dort umgesetzt und als Topgas abgeleitet wird. Das Verfahren und die Vorrichtung sehen vor, dass das heiße, feststoffbeladene Topgas, nach Abscheidung der Feststoffe, zumindest einer trockenen Grobabscheidung (5) unterzogen wird und zumindest Teile der durch die Abscheidung abgetrennten heißen Feststoffe in die Schmelzzone oder das Schmelzaggregat (2) oder das Reduktionsaggregat (1) rückgeführt werden. Zusätzlich wird das Topgas in einer weiteren Feinabscheidungsstufe (13A) behandelt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von flüssigem Roheisen oder flüssigen Stahlvorprodukten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von flüssigem Roheisen oder flüssigen Stahlvorprodukten aus von Eisenerzen und Zuschlägen gebildeten Einsatzstoffen, wobei die Einsatzstoffe in einer Reduktionszone einer weitgehenden Reduktion unterzogen und dann einer Schmelzzone oder einem Schmelzaggregat, insbesondere einem Einschmelzvergaser, zum Erschmelzen unter Zusatz von Kohlenstoffträgern und sauerstoffhaltigem Gas unter Ausbildung eines Festbettes, zugeführt werden, wobei ein CO- und H2-hältiges Reduktionsgas gebildet wird, das in die Reduktionszone eingeleitet, dort umgesetzt und als Topgas abgeleitet wird wobei das heiße, feststoffbeladene Topgas, unter zumindest teilweiser Abscheidung der Feststoffe aus dem Topgas, zumindest einer trockenen Staubabscheidung, insbesondere einer Grobabscheidung, unterzogen wird und zumindest Teile der abgeschiedenen heißen Feststoffe in die Schmelzzone oder das Schmelzaggregat oder in eine Reduktionszone rückgeführt werden,.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass Prozessgase einerseits in unterschiedlichen Prozessstufen oder in kombinierten Prozessen genutzt werden, andererseits müssen abgeleitete Prozessgase behandelt werden, damit sie einer weiteren Verwertung zugeführt werden können. Bekannte Verfahren wenden dazu häufig Reinigungsverfahren für die abgeleiteten Prozessgase an, wobei die Gase gekühlt werden müssen, sodass viel Energie abgeführt werden muss und Wärmeinhalt verloren geht.
Die JP 05-078722A beschreibt ein Schmelzreduktionsverfahren, bei dem das Topgas heiß entstaubt und der Staub zusammen mit vorreduziertem Material in das Schmelzaggregat eingebracht wird. Nachteilig ist dabei insbesondere, dass Heißgaszyklone nur eine unzureichende Entstaubung erzielen.
Aus der AT 406964 B ist es bekannt die Abwärme von Topgas aus einem Reduktionsaggregat zu nutzen, wobei vorab eine Heißgasfilterung erfolgt. Die Wiederverwertung der Stäube wird nicht gelöst. Ebenso ist es aus der WO 2005/054520 bekannt Topgas mittels eines Wäschers zu reinigen und das Topgas einer erneuten Nutzung zuzuführen. Nachteilig ist dabei die große Menge an anfallenden Schlämmen.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, wobei abgeleitete Prozessgase effizienter genutzt werden und somit die Gesamtprozesseffizienz erhöht werden kann.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird entsprechend dem Verfahren nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 und der Vorrichtung nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 12 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht die Behandlung eines aus einer Reduktionszone abgeleiteten, feststoffbeladenen Topgases vor, wobei durch eine trockene Grobabscheidung Feststoff abgeschieden und wieder in den Prozess zurückgeführt wird. Der abgeschiedene Feststoff wird in eine Schmelzzone, z.B. in einem Schmelzaggregat oder in eine Reduktionszone rückgeführt. In einer zusätzlichen Feinabscheidungsstufe wird das Topgas weiter gereinigt, wobei die in der Feinabscheidungsstufe abgeschiedenen Feststoffe in den Einschmelzvergaser und/oder in die Schmelzzone rückgeführt oder aus dem Verfahren ausgeschleust werden können.
Die Schmelzzone und die Reduktionszone können auch als Teile eines Hochofens ausgebildet sein.
Aufgrund der trockenen Abscheidung entstehen keine Schlämme, sodass auch keinerlei Aufbereitungseinrichtungen für derartige Schlämme nötig sind. Weiters wird die Wärmeenergie des feststoffbeladenen Topgases nur geringfügig reduziert, sodass dieses Topgas bzw. dessen Wärmeenergie für eine weitere Nutzung zur Verfügung steht. Durch die Grobabscheidung ist es möglich eine weitgehende Abtrennung der Feststoffe aus dem Topgas zu erzielen, sodass nur mehr geringe Mengen an Feststoff im Topgas verbleiben. Durch die Rückführung in das Schmelzaggregat können im Feststoff enthaltene Wertstoffe wie z.B. Eisen- und/ oder Kohlenstoffverbindungen genutzt werden.
Das Topgas wird nach der trockenen Grobabscheidung zumindest einer zusätzlichen Feinabscheidungsstufe, unter zumindest teilweiser Abscheidung der im Topgas verbliebenen Feststoffe, unterzogen, wobei der in dieser Abscheidungsstufe abgeschiedene Feststoff in den Einschmelzvergaser oder die Schmelzzone rückgeführt oder aus dem Verfahren ausgeschleust wird. Durch eine weitere Abscheidungsstufe kann einerseits das Topgas weiter gereinigt und somit weitgehend von Feststoffen befreit werden, andererseits kann der dabei abgetrennte Feststoff unabhängig vom Feststoff, der in der ersten Stufe abgetrennt wurde, behandelt bzw. verwendet werden. Dies ermöglicht eine Fraktionierung der Feststoffe und damit eine gesonderte Verwendung dieser abgeschiedenen Feststoffe.
Erfindungsgemäß werden dem abgeschiedenen Feststoff, insbesondere für den Fall, dass er hohe Anteile an Schlackenbildnern aufweist, vor dem Eintrag in den Einschmelzvergaser oder die Schmelzzone Eisen- und/oder Kohlenstoffträger, insbesondere Eisen- oder Kohlenstoff-hältige Stäube, getrocknete Schlämme oder Feinerz, zugesetzt und zwar derart, dass der Feststoff zusammen mit den Zusätzen einen Gehalt von >30%, insbesondere >50%, an Eisen und Kohlenstoff aufweist. Feststoffe im Topgas können unterschiedlich hohe Anteile an Wertstoffen, wie Eisen- und/oder Kohlenstoffträgern und Schlackenbildnern wie z.B. Oxiden aufweisen. Für den Fall, dass der Feststoff sehr hohe Gehalte and Schlackenbildnern aufweist, könnte eine Rückführung in das Schmelzaggregat zu einer Verschlechterung der Situation in der Schmelze, insbesondere zu einer ungewünschten Anreicherung von schlackenbildenden Elementen führen. Um eine derartige Situation zu vermeiden, wird nur Feststoff mit einem Mindestgehalt an Eisen und Kohlenstoff zugesetzt. Um diese Mindestgehalte zu erzielen kann es für bestimmte Verfahren nötig sein, dem abgeschiedenen Feststoff Eisen- und/oder Kohlenstoffträger zuzusetzen und gemeinsam in das Schmelzaggregat einzubringen. Dabei können erfindungsgemäß zusätzliche Hüttenreststoffe, wie Stäube oder Schlämme oder auch Feinerze verwertet werden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der ausgeschleuste Feststoff zunächst zur Anreicherung der Eisen- und Kohlenstoffgehalte aufbereitet, insbesondere mittels einer Staubsichtung, einer Hydrozyklonierung, einer Flotation und/oder einer Auswaschung wasserlöslicher oder leicht suspendierbarer Komponenten, und dann in das Schmelzaggregat oder in die Schmelzzone eingebracht. Die Art der Anreicherung kann entsprechend der vorliegenden Ressourcen aber auch der Anlagen angepasst werden, wobei die Art der Aufbereitung entsprechend aus den bekannten technischen Verfahren gewählt werden kann. -A-
Eine mögliche Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der Eintrag des abgeschiedenen Feststoffes bevorzugt mittels Agglomerationsbrenner in den oberen Teil des Schmelzaggregates, insbesondere unmittelbar oberhalb des Festbettes, erfolgt. Dies ermöglicht eine sofortige Umsetzung des Feststoffes im Schmelzaggregat im Bereich über dem Festbett, wobei eine rasche Vergasung und Verbrennung erfolgt und das heiße Gas mit der Festbettoberfläche in Kontakt kommt, wobei es einen Teil seines Wärmeinhaltes auf das Festbett überträgt. Die Staubstrahlung trägt aufgrund der großen Hitze sehr erheblich zur Wärmeübertragung bei. Überdies wird der Wärmeinhalt des im Brennerstrahl agglomerierten Staubes, welcher auf der Festbettoberfäche abgeschieden wird - neben seiner stofflichen Substanz -in das Festbett eingebracht. Unter Agglomerationsbrenner versteht der Fachmann eine Einrichtung, in der Hitze durch eine Verbrennung von z. B. Kohlenstoffträgern erzeugt wird. Staub wird mit Hilfe eines Treibgases, wie z.B. Stickstoff, in einem Treibgasstrom befördert und in den Bereich der Hitze eingeleitet, wobei es zum Erweichen nicht brennbarer Anteile des Staubes kommt, sodass die Partikel des Staubes agglomerieren und Agglomerate in das Schmelzeaggregat eingebracht werden.
Erfindungsgemäß werden Feststoffpartikel aus dem Reduktionsgas vor dessen Einleitung in die Reduktionszone abgetrennt und diese gemeinsam mit dem aus dem Topgas abgeschiedenen Feststoff in das Schmelzaggregat eingebracht. Feststoffe in Prozessgasen sind zumeist nachteilig, sodass die Gase zunächst von den Feststoffen befreit werden. Das im Schmelzaggregat erzeugte Reduktionsgas wird der Reduktionszone zugeführt, wobei dieses Reduktionsgas beim Austritt aus dem Schmelzaggregat zumeist mit Feststoffen beladen ist. Dazu wird zumeist eine Abscheideeinrichtung vorgesehen, die eine Abtrennung des Feststoffes vor dessen Einleitung in die Reduktionszone sicherstellt, sodass die Reduktionszone nicht mit den Feststoffen, die überwiegend aus Stäuben und kleinen Partikeln bestehen, belastet wird. Die in dieser Abscheideeinrichtung abgetrennten Feststoffe werden in das Schmelzaggregat rückgeführt. Feststoffe, die vom Topgas abgeschieden wurden können nun zusammen mit den vom Reduktionsgas abgeschiedenen Feststoffen in das Schmelzaggregat rückgeführt werden. Die Zusammenführung der Feststoffe kann vor und nach der Abscheideeinrichtung für das Reduktionsgas erfolgen.
Eine weitere besondere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der abgeschiedene Feststoff, gegebenenfalls unter Zumischung von Feinerzen und/oder Eisen- und/oder Kohlenstoffträgern, einer Agglomeration zugeführt und als Agglomerat, gegebenenfalls zusammen mit Kohlenstoffträgern und/oder mit Eisenträgern, in das Schmelzaggregat eingebracht wird. Durch die Agglomeration der abgeschiedenen Feststoffe wird nicht nur deren Handhabung vereinfacht, sondern es ist auch möglich durch die genannte Zumischung die Zusammensetzung gezielt zu beeinflussen und damit etwa die Energiebilanz bzw. die Prozesseffizienz des Schmelzprozesses zu verbessern oder auch den Schmelzprozess über die Zumischungen zu beeinflussen. Dabei können auch die genannten Eisen- und Kohlenstoffträger verwertet werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die zusätzliche Feinabscheidungsstufe eine oder mehrere Trockenentstaubungs- stufen, insbesondere Staubfilter, Zyklone oder Staubsäcke, auf. Durch die zusätzliche Abscheidungsstufe wird der nach der Grobabscheidung im Topgas verbliebene Feststoff nahezu vollständig abgeschieden, sodass ein Topgas mit einem sehr geringen Gehalt an Feststoffen erzielt wird. Durch eine Mehrzahl an Abscheidungsvorgängen kann das Abscheideergebnis entsprechend verbessert werden. Dazu können bekannte Einrichtungen, wie zum Beispiel Staubfilter, Zyklone oder Staubsäcke eingesetzt werden, um die gewünschte Abscheidung zu erzielen. Die Einrichtungen werden entsprechend den Anforderungen an die Reinheit des Topgases ausgelegt und entsprechend die Anzahl der Einrichtungen festgelegt.
Erfindungsgemäß weist die zusätzliche Feinabscheidungsstufe eine oder mehrere Nassentstaubungsstufen, insbesondere Wäscher, auf. Es hat sich gezeigt, dass es in manchen Fällen vorteilhaft ist, wenn die Reinigung durch eine Nassentstaubung erfolgt, weil es hierbei zu einer Kühlung des behandelten Gases kommt und das gereinigte Topgas für eine weitere Verwendung mit einer geringeren Temperatur benötigt wird. Die Anzahl der Wäscher wird entsprechend der benötigten Reinheit und der Menge an Topgas, das gereinigt werden muss festgelegt. Abhängig von der weiteren Verwendung des gereinigten Topgases, kann die Anwendung einer Nassentstaubung auch aufgrund der Notwendigkeit der Entfernung filtergängiger Stoffe angezeigt sein.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das gereinigte Topgas zur Nutzung dessen Druckenergie einer Entspannungsturbine zugeführt wird. Damit lässt sich die Gesamtenergiebilanz des Verfahrens steigern, da auch die Wärme- und die Druckenergie des Topgases genutzt werden kann. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Topgas vor und/oder nach der trockenen Abscheidung mittels Wasser-, Dampf-, oder Kühlgaseindüsung gekühlt, wobei unter zumindest teilweiser Verdampfung des Wassers das Gasvolumen erhöht wird. Die Kühlung des Topgases ist zum einen nötig, wenn ein sehr heißes Topgas vorliegt, da die Einrichtungen zur Abscheidung einer sehr hohen thermischen Belastung nicht dauerhaft standhalten bzw. eine besonders teure Ausstattung dieser Einrichtungen die Folge wäre. Durch die Verdampfung wird zusätzliche Druckenergie im Topgas erzeugt, das in weiterer Folge in einem gesonderten Prozessschritt genutzt werden kann. Durch die Kühlung des Topgases werden auch die Einrichtungen zur Abscheidung eines Feststoffes erweitert, da oftmals die Temperatur des zu behandelnden Gases zum Limit für den Einsatz von Abscheideeinrichtungen wird.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Wärmeinhalt des heißen, gereinigten Topgases über einen Wärmetauscher abgeführt und diese Wärme zur Erwärmung von Prozess- bzw. Inertgasen, Trocknung und/oder Erwärmung von Prozesseinsatz- bzw. Kreislaufstoffen oder zur Dampferzeugung genutzt. Dadurch lässt sich die Effizienz des Schmelz- bzw. Reduktionsprozesses erhöhen und Produktionskosten senken.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von flüssigem Roheisen oder flüssigen Stahlvorprodukten umfasst ein Reduktionsaggregat, zur Reduktion von Einsatzstoffen, gebildet aus Eisenerzen und Zuschlägen und ein Schmelzaggregat, insbesondere einen Einschmelzvergaser, zum Schmelzen der reduzierten Einsatzstoffe unter Zusatz von Kohlenstoffträgern und sauerstoffhaltigem Gas, wobei sich ein Festbett ausbildet und ein CO- und H2-hältiges Reduktionsgas entsteht. Das Schmelzaggregat ist mit dem Reduktionsaggregat über eine Reduktionsgasleitung verbunden, zur Einleitung des im Schmelzaggregat gebildeten Reduktionsgases in das Reduktionsaggregat und einer Ableitung, zur Ableitung des im Reduktionsaggregat umgesetzten Reduktionsgases als feststoffbeladenes heißes Topgas. Das Reduktionsaggregat kann als Reduktionsschacht oder als eine Mehrzahl von Reduktionsreaktoren oder auch als Teil eines Hochofens ausgebildet sein. Das Schmelzaggregat kann auch Teil eines Hochofens sein. Weiters ist zumindest eine Einrichtung zur trockenen Staubabscheidung, insbesondere einer Grobabscheidung, der Feststoffe des Topgases vorgesehen, die eine Gasableitung zur Abfuhr des grob gereinigten Topgases und eine Zuführleitung, die die Einrichtung zur Staubabscheidung mit dem Schmelzaggregat verbindet, aufweist, sodass der noch heiße abgeschiedene Feststoff direkt in das Schmelzaggregat eingebracht werden kann. Durch die trockene Abscheidung entfallen die bei feuchter Abscheidung üblichen großen Mengen an Schlämmen, die jedenfalls einer Aufbereitung zugeführt und damit aufwändig behandelt werden müssen. Die Trockenentstaubung gestattet einen weitgehenden Erhalt der Temperatur des Topgases, sodass dieser Wärmeinhalt einer späteren Nutzung zugeführt werden kann.
Die Einrichtung zur trockenen Grobabscheidung ist eine erste Gasableitung oder eine zweite Gasableitung mit zumindest einer Einrichtung zur Feinabscheidung von Feststoffen verbunden, wobei diese eine weitere Zuführleitung aufweist, die die Einrichtung zur Feinabscheidung mit dem Schmelzaggregat verbindet.
Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung zur Grobabscheidung der Feststoffe ein Zyklon, ein Staubsack oder ein Heißgasfilter, insbesondere ein keramischer Filter, oder eine Gruppe parallel oder in Serie geschalteter Einheiten dieser Einrichtungen. Diese Einrichtungen haben den Vorteil, dass eine Abkühlung des Topgases weitestgehend vermieden wird, dass eine Wasser-/Schlammwirtschaft zur Gasreinigung entfällt oder in Hinblick auf eine nachgeschaltete Nassentstaubungsstufe kleiner dimensioniert werden kann. Die Einrichtungen können in Serie oder parallel geschaltet werden. Dies erfolgt unter Berücksichtigung des erforderlichen Staubtrenngrades, des gegebenen Gasdurchsatzes und der gewünschten Fraktionierung des Staubes.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein Agglomerationsbrenner, zum Eintrag der abgeschiedenen Feststoffe in das Schmelzaggregat, am Schmelzaggregat vorgesehen, wobei die Zuführleitung mit dem Agglomerationsbrenner verbunden ist. Über den Agglomerationsbrenner erfolgt eine Verbrennung des im Staub enthaltenen Kohlenstoffes mit Sauerstoff. Durch die Reaktion wird der Kohlenstoff vergast. Dabei wird zumindest ein Teil der Wärme des Reaktionsgases und des verbleibenden Staubes auf das Festbett übertragen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Reduktionsgasleitung vor ihrer Einmündung in das Reduktionsaggregat eine Abscheideeinrichtung zur Abscheidung von Feststoffen aus dem Reduktionsgas und eine Einrichtung zur Rückführung dieser Feststoffe in das Schmelzaggregat auf, wobei die Zuführleitung stromaufwärts der Abscheideeinrichtung in die Reduktionsgasleitung oder in die Einrichtung zur Rückführung mündet. Durch die Abscheideeinrichtung kann das Reduktionsgas vor dessen Einleitung in das Reduktionsaggregat gereinigt und die dabei abgeschiedenen Feststoffe können in das Schmelzaggregat rückgeführt werden. Diese Rückführung erfolgt zusammen mit dem aus dem Topgas abgeschiedenen Feststoff, wobei der Feststoff aus dem Topgas über die Zuführleitung der Abscheideeinrichtung in der Reduktionsgasleitung oder in die Einrichtung zur Rückführung in das Schmelzaggregat eingebracht wird. Somit können die abgetrennten Feststoffe über eine gemeinsame Einrichtung in das Schmelzaggregat rückgeführt werden.
Nach einer möglichen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Einrichtung zur Grobabscheidung der Feststoffe über eine Zuführleitung mit einer Agglomerationseinrichtung, zur Agglomeration der Feststoffe verbunden. Dies gestattet eine Aufbereitung der abgetrennten Feststoffe, wobei die Feststoffe einfacher transportiert und in das Schmelzaggregat rückgeführt werden. Weiters können die Agglomerate auch zwischengelagert und einer späteren Verwendung in einem anderen oder im selben Prozess zugeführt werden.
Erfindungsgemäß weist das Schmelzaggregat eine Eintrageinrichtung zum Eintrag von Kohlenstoffträgern auf, die auch zum Eintrag von Agglomeraten geeignet ist. Durch diese Eintrageinrichtung können Feststoffe unterschiedlicher Partikelform und -große eingesetzt werden, sodass eine höhere Flexibilität bei der Verwendung der Eintrageeinrichtung gegeben ist. Es somit neben der Eintrageeinrichtung für die Kohlenstoffträger keine weitere Eintrageinrichtung nötig. Weiters ist es denkbar, dass abgeschiedene Feststoffe als Partikel oder als Stäube zusammen mit den Kohlenstoffträgern eingebracht werden.
Die Gasableitung der Einrichtung zur trockenen Grobabscheidung kann mittels einer zweiten Gasableitung direkt oder einer ersten Gasableitung indirekt mit zumindest einer Einrichtung zur Feinabscheidung von Feststoffen verbunden sein. Durch diese Verbindung ist es möglich das bereits vorgereinigte Topgas weiter zu reinigen, also allfällige noch vorhandene Staubbelastungen durch eine Feinabscheidung zu reduzieren. Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Einrichtung zur Feinabscheidung eine weitere Gasableitung zur Abfuhr des fein gereinigten Topgases und einen Austrag zum Ausschleusen von abgeschiedenen Feststoffen. Damit ist im Falle von sehr feinen abgeschiedenen Feststoffen oder bei Vorliegen nicht direkt einsetzbarer Feststoffe auch ein Austrag möglich, sodass der Feststoff aufbreitet, danach in das Schmelzaggregat eingebracht oder auch anderen Nutzungen zugeführt werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Einrichtung zur Feinabscheidung ein Zyklon oder eine Gruppe parallel oder in Serie geschalteter Zyklone, insbesondere von 2 bis 5 Zyklonen. Zyklone haben den Vorteil, dass sie auch bei hohen Gastemperaturen betrieben werden können. Durch die Anpassung der Gasgeschwindigkeit im Zyklon ist es möglich Feststoffe gezielt abzutrennen, da hierbei die Unterschiede bei Dichte und Größe der abzutrennenden Partikel genutzt werden kann. Somit kann durch die Verwendung eines oder mehrerer Zyklone eine Klassierung der abgetrennten Feststoffe erzielt werden. Durch die Parallelschaltung ist auch eine Anpassung an die zu behandelnde Gasmenge möglich. Aufgrund der Eigenschaft, dass unterschiedliche Feststoffe unterschiedliche Dichte und Partikelgröße bzw. -form aufweisen, ist es somit möglich gezielt Anteile der Feststoffe, wie z.B. unerwünschte Schlackenbildner zu einem hohen Anteil durch die Fraktionierung abzutrennen und aus dem Prozess auszuschleusen bzw. einer gesonderten Verwertung zukommen zu lassen.
Gemäß einer weiteren speziellen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Einrichtung zur Feinabscheidung ein Filter oder eine Gruppe in Serie geschalteter Filter, insbesondere ein Gewebefilter, ein keramischer Filter oder ein Elektrofilter. Derartige Filter haben den Vorteil, dass sie ohne Wasser oder sonstigen Hilfsstoffen auskommen und daher im Betrieb kostengünstig arbeiten. Zudem wird das Topgas bei der Behandlung nur geringfügig abgekühlt.
Eine alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass eine weitere Einrichtung zur Feinabscheidung vorgesehen ist, die parallel zur Einrichtung zur Feinabscheidung geschaltet angeordnet ist. Diese Variante ermöglicht es die weitere Einrichtung zur Feinabscheidung bei Bedarf zuzuschalten oder auch anstelle der Einrichtung zur Feinabscheidung zu betreiben. Somit kann diese Gruppe bei Bedarf abgeschaltet, zusätzlich zur Einrichtung zur Feinabscheidung oder ausschließlich zur Reinigung des aus der Einrichtung zur Grobabscheidung abgezogenen vorgereinigten Topgases herangezogen werden.
Eine weitere mögliche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die weitere Einrichtung zur Feinabscheidung mit der ersten Gasableitung oder mit der zweiten Gasableitung und über eine Rückführung, gegebenenfalls über einen zusätzlichen Kühlgasverdichter, leitungsmäßig mit einer Ableitung verbunden ist. Über die Rückführung ist es möglich das an der Feinabscheidung gereinigte Topgas gegebenenfalls nach einer Verdichtung in die Ableitung rückzuführen, sodass das fein gereinigte Topgas als Kühlgas zur Einstellung der Reduktionsgastemperatur genutzt werden kann.
Eine alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die Einrichtung zur Feinabscheidung ein Wäscher oder eine Gruppe in Serie geschalteter Wäscher ist. Im Falle spezieller Anwendungen kann es vorteilhaft sein, dass die Feinabscheidung mittels eines Wäschers erfolgt. Dies hat den Vorteil, dass der Feststoff zu einem sehr hohen Anteil abgetrennt wird. Weiters erfolgt eine Kühlung des Topgases, was für bestimmte weitere Verwendungen von Vorteil sein kann.
Eine spezielle Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die zweite Gasableitung zur Abfuhr des gereinigten Topgases mit der Einrichtung zur Feinabscheidung und/oder der weiteren Einrichtung zur Feinabscheidung und mit einer Entspannungsturbine, zur Nutzung der Druckenergie des Topgases verbunden Dadurch kann eine direkte Nutzung der Druckenergie des Topgases erfolgen.
Eine spezielle Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass in der Ableitung oder in der Gasableitung ein Mittel zur Eindüsung von Wasser, Dampf oder Kühlgas vorgesehen ist, sodass das Topgas gekühlt wird, wobei unter zumindest teilweiser Verdampfung des Wassers das Gasvolumen erhöht wird. Die Kühlung des Topgases ermöglicht es, auch bei betrieblich bedingten Schwankungen der Topgastemperatur eine weitgehend konstante Betriebstemperatur für die Einrichtungen zur Abscheidung einzustellen. Somit können hohe thermische Belastung für diese Einrichtungen vermieden werden. Durch die Verdampfung wird ein zusätzlicher Gasvolumenstrom im Topgas erzeugt, der in weiterer Folge in einem gesonderten Prozessschritt genutzt werden kann. Durch die Kühlung des Topgases werden auch die möglichen Einrichtungen, die für eine Anwendung zur Abscheidung eines Feststoffes in Frage kommen erweitert, da oftmals die Temperatur des zu behandelnden Gases das Limit für den Einsatz einer bestimmten Abscheideeinrichtungen darstellt.
Erfindungsgemäß sind bzw. ist in der ersten Gasableitung zur Abfuhr des grob gereinigten Topgases ein Wärmetauscher und/oder in der weiteren Gasableitung zur Abfuhr des fein gereinigten Topgases ein Wärmetauscher, zur Nutzung des Wärmeinhaltes des Topgases für die Erwärmung von Prozess- bzw. Inertgasen, Trocknung und/oder Erwärmung von Prozesseinsatz- bzw. Kreislaufstoffen oder zur Dampferzeugung, angeordnet. Auf diese Weise kann der Wärmeinhalt des Topgases nach erfolgter Grobreinigung - oder je nach Art einer der Grobentstaubung nachgeschalteten Feinentstaubung - auch nach einer Feinentstaubung genutzt werden, um Prozessgase entsprechend zu erwärmen. Bei einer temperaturempfindlichen Einrichtung zur Feinenstaubung werden deren Bauteile dadurch, dass das Topgas zuvor einen Wärmetauscher durchläuft, einer geringeren thermischen Belastung ausgesetzt. Hierdurch kann eine Vielzahl an möglichen Einrichtungen zur Feinabscheidung Einsatz finden, ohne dass dabei die Gefahr einer thermischen Überlastung droht.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass der Wärmetauscher mit der Einrichtung zur Feinabscheidung und/oder der weiteren Einrichtung zur Feinabscheidung und mit einer Entspannungsturbine, zur Nutzung der Druckenergie des Topgases, leitungsmäßig verbunden ist. Das nunmehr im Wärmetauscher gekühlte Topgas kann einerseits einer weiteren Einrichtung zur Feinabscheidung oder direkt einer Entspannungsturbine zugeführt werden. Die Notwendigkeit einer Feinabscheidung ergibt sich aus den nach der Grobabscheidung im Topgas verbliebenen Feststoffen. Im Falle geringer Feststoffgehalte nach der Grobabscheidung ist es auch denkbar, dass das gereinigte Topgas direkt einer Entspannungsturbine zugesetzt wird. Es ist aber auch denkbar, dass dies erst nach der Feinabscheidung erfolgt.
Eine alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die weitere Einrichtung zur Feinabscheidung eine weitere Zuführleitung aufweist, die die Einrichtung zur Feinabscheidung gegebenenfalls über eine Aufbereitung mit dem Schmelzaggregat verbindet. Damit kann der abgeschiedene Feststoff im Schmelzaggregat verwertet werden. Um negative Effekte im Schmelzaggregat zu vermeiden, kann der Feststoff einer Aufbereitung, wie z.B. einer Klassierungs-, Sortierungs-, Zerkleinerungs-, Mischungs-, Entwässern ngs- und Trocknungsstufe zugeführt werden.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele, wobei auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen wird, die folgendes zeigen:
Fig. 1 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Ein in einem Reduktionsaggregat 1 vorreduziertes bzw. reduziertes Material wird einem Schmelzaggregat 2, wie z.B. einem Einschmelzvergaser, zugeführt und in einem Festbett zu Roheisen erschmolzen. Das dabei gebildete Prozessgas wird als Reduktionsgas über die Reduktionsgasleitung 3 abgezogen. In einer Abscheideeinrichtung 9 wird das mit Feststoffen beladene Reduktionsgas gereinigt, wobei der Feststoff mittels der Abscheideeinrichtung 9 abgetrennt wird. Das gereinigte Reduktionsgas wird über die Reduktionsgasleitung 3A dem Reduktionsschacht 1 zugeführt. Im Reduktionsschacht werden mittels des CO- und H2-hältigen Reduktionsgases die Einsatzstoffe reduziert und das umgesetzte Reduktionsgas als Topgas über die Ableitung 4 abgezogen und einer Einrichtung zur Grobabscheidung 5 zugeführt. Das heiße mit Feststoffen beladene Topgas wird in der Einrichtung zur Grobabscheidung weitgehend gereinigt, indem die Feststoffe abgetrennt werden.
Zusätzlich zur Reduktionsgasleitung 3A kann eine Leitung 3B vorgesehen werden, die die Reduktionsgasleitung 3A leitungsmäßig mit einer Nassentstaubung 20 verbindet. Die Nassentstaubung kann über eine Leitung 21 mit einem Kühlgasverdichter 28 verbunden sein, wobei die Ableitung 23 des Kühlgasverdichters mit der Reduktionsgasleitung 3 verbunden ist. Die abgetrennten Feststoffe werden entweder über die Zuführleitung 7 und einen Agglomerationsbrenner 8 über dem Festbett oder direkt in das Festbett dem Schmelzaggregat 2 zugeführt. Der Agglomerationsbrenner 8 kann an eine Sauerstoffversorgung 29 zur Einleitung sauerstoffhaltiger Gase bzw. Gasgemische angeschlossen werden, die auch das Schmelzaggregat mit diesen Gasen bzw. Gasgemischen versorgt.
Alternativ können die abgetrennten Feststoffe auch mittels der Zuführleitungen 7A in die Reduktionsgasleitung 3 stromaufwärts der Abscheideeinrichtung 9 oder mittels der Zuführleitung 7B in die Einrichtung zur Rückführung 10 stromabwärts der Abscheideeinrichtung 9 eingebracht werden. Die Einrichtung zur Rückführung 10 kann mittels eines Agglomerationsbrenners 8, welcher über dem Festbett in das Schmelzaggregat 2 einmündet, verbunden sein.
Die Zuführleitung 7 kann mit einer Agglomerationseinrichtung 1 1 über eine Leitung 7C verbunden sein, sodass Feststoffe aus der Einrichtung zur Grobabscheidung 5 der Agglomerationseinrichtung 11 zugeführt werden können. Weiters können die in der Agglomerationseinrichtung 11 gebildeten Agglomerate in das Schmelzaggregat 2 eingebracht werden. Die Agglomerationseinrichtung 11 kann als Kohlebrikettierung, als Oxidbrikettierung oder als Eisenschwammkompaktierung bzw. -brikettierung ausgestaltet sein. Die gebildeten Agglomerate können als Kohlebriketts über eine Leitung 33 und eine Chargiereinrichtung 12 direkt in das Schmelzaggregat 2, als Oxidbriketts über eine Leitung 30 direkt in den Reduktionsschacht 1 oder als Eisenschwammbriketts zunächst in einer Vorwärm- und Reduktionsstufe 27 vorbehandelt und dann über die Leitung 34 in das Schmelzaggregat 2 eingebracht werden.
In einer besonderen nicht dargestellten Variante kann das in einer Mehrzahl von Reduktionsreaktoren vorreduzierte bzw. reduzierte Material über die Leitung 35 der Agglomerationseinrichtung 11 zur Heißbrikettierung oder Heißkompaktierung zugeführt werden. Die Reduktionsrektoren übernehmen in analoger Weise die Funktion des Reduktionsaggregates. Diese Agglomerate werden dann in das Schmelzaggregat 2 eingebracht.
Die erste Gasableitung 6A und die zweite Gasableitung 6B der Einrichtung zur Grobabscheidung 5 können direkt oder indirekt mit einer Einrichtung zur Feinabscheidung 13A und/oder einer weiteren Einrichtung zur Feinabscheidung 13B verbunden sein. Alternativ kann ein Wärmetauscher 17 in die Verbindungsleitung zwischen den Einrichtungen 5 und 13 installiert sein. Dieser gestattet eine Temperaturanpassung des Topgases. Weiters kann in die Ableitung 4 bzw. die Gasableitungen 6A, 6B durch ein Mittel 22 zum Eindüsen von Wasser, Dampf oder Kühlgas eingebracht werden, wobei das Wasser zumindest zum Teil verdampft und das Topgas gekühlt werden kann.
Durch die erste Gasableitung 6B wird die Einrichtung zur Grobabscheidung 5 mit der Einrichtung zur Feinabscheidung 13 verbunden. In dieser ersten Ableitung 6A kann ein Wärmetauscher 17 installiert sein, der für die Kühlung des Topgases unter Nutzung der Wärmeenergie z.B. für die Erwärmung von Prozessgasen genutzt werden kann. Parallel zur Einrichtung zur trockenen Feinabscheidung 13A kann eine oder mehrere parallel geschaltete Nassentstaubungen 13B vorgesehen werden. Diese können gemeinsam mit der Einrichtung zur Feinabscheidung 13A oder alleine betrieben werden. Es ist auch denkbar diese Nassentstaubungen 13B als Standby- Einrichtungen vorzusehen, die nur bei Bedarf zugeschaltet werden können.
Die Einrichtung zur Feinabscheidung 13 weist eine weitere Zuführleitung 15A, 15B, 15C zur Rückführung der an diesen Einrichtungen zur Feinabscheidung abgeschiedenen Feststoffe auf. Zusätzlich kann ein Austrag 16 vorgesehen sein, um abgeschiedene Feststoffe, die nicht unmittelbar in das Schmelzaggregat zurückgeführt werden können, auszutragen. Zwischen den Zuführleitungen 15A, 15B kann auch eine Aufbereitung 24 der in der Nassentstaubung 13B abgeschiedenen Feststoffe vorgesehen sein, die eine Klassierungs-, Sortierungs-, Zerkleinerungs-, Mischungs-, Entwässerungs- und Trocknungsstufe aufweisen kann. Die Aufbereitung 24 kann auch über eine Zuleitung 25 mit der Trockenentstaubung 5 verbunden sein, sodass an der Trockenentstaubung 5 abgeschiedene Feststoffe der Aufbereitung 24 zugeführt werden können. Zur weiteren Agglomeration kann die Aufbereitung 24 über eine Leitung 31 mit der Agglomerationseinrichtung 1 1 verbunden sein. Über einen Eintrag 32 können weitere Stäube oder Zusatzstoffe eingebracht werden.
Das vorgereinigte bzw. gereinigte Topgas kann einer Entspannungsturbine 19 zur Nutzung der Druckenergie des Topgases zugeführt werden. Alternativ kann das Topgas, bevor es in die Entspannungsturbine 19 eingebracht wird, in einem Wärmetauscher 18 gekühlt werden. Der Wärmetauscher 18 wird anstelle eines Wärmetauschers 17 stromabwärts der trockenen Feinabscheidung 13A in der weiteren Gasableitung 14 platziert, wenn die Staubbeladung des Gases stromaufwärts der trockenen Feinabscheidung 13A für einen dauerhaften Betrieb eines Wärmetauschers zu hoch ist. Das nach der Entspannungsturbine 19 entspannte Topgas kann weiteren Nutzungen zugeführt werden.
Alternativ kann eine Rückführung 26 vorgesehen sein, sodass das an der Nassentstaubung 13B gereinigte Topgas gegebenenfalls über einen zusätzlichen Kühlgasverdichter 28A in die Ableitung 23 rückgeführt werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von flüssigem Roheisen oder flüssigen Stahlvorprodukten aus von Eisenerzen und Zuschlägen gebildeten Einsatzstoffen, wobei die Einsatzstoffe in einer Reduktionszone einer weitgehenden Reduktion unterzogen und dann einer Schmelzzone oder einem Schmelzaggregat, insbesondere einem Einschmelzvergaser, zum Erschmelzen unter Zusatz von Kohlenstoffträgern und sauerstoffhaltigem Gas unter Ausbildung eines Festbettes, zugeführt werden, wobei ein CO- und H2- hältiges Reduktionsgas gebildet wird, das in die Reduktionszone eingeleitet, dort umgesetzt und als Topgas abgeleitet wird, wobei das heiße, feststoffbeladene Topgas, unter zumindest teilweiser Abscheidung der Feststoffe aus dem Topgas, zumindest einer trockenen Staubabscheidung, insbesondere einer Grobabscheidung, unterzogen wird und zumindest Teile der abgeschiedenen heißen Feststoffe in die Schmelzzone oder das Schmelzaggregat oder in eine Reduktionszone rückgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Topgas nach der trockenen Grobabscheidung zumindest einer zusätzlichen Feinabscheidungsstufe, unter zumindest teilweiser Abscheidung der im Topgas verbliebenen Feststoffe, unterzogen wird, wobei der in dieser Abscheidungsstufe abgeschiedene Feststoff in den Einschmelzvergaser und/oder in die Schmelzzone rückgeführt oder aus dem Verfahren ausgeschleust wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dem abgeschiedenen Feststoff insbesondere für den Fall, dass er hohe Anteile an Schlackenbildnern aufweist, vor dem Eintrag in den Einschmelzvergaser oder in die Schmelzzone Eisen- und/oder Kohlenstoffträger, insbesondere Eisenoder Kohlenstoff-hältige Stäube, getrocknete Schlämme oder Feinerz, zugesetzt werden, derart, dass der Feststoff zusammen mit den Zusätzen einen Gehalt von >30%, insbesondere >50%, an Eisen und Kohlenstoff aufweist.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ausgeschleuste Feststoff zunächst zur Anreicherung der Eisen- und Kohlenstoffgehalte aufbereitet, insbesondere mittels einer Staubsichtung, einer Hydrozyklonierung, einer Flotation und/oder einer Auswaschung wasserlöslicher oder leicht suspendierbarer Komponenten, und dann in das Schmelzaggregat oder in die Schmelzzone eingebracht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Eintrag des abgeschiedenen Feststoffes in das Schmelzaggregat, bevorzugt mittels Agglomerationsbrenner, in den oberen Teil des Schmelzaggregates, insbesondere unmittelbar oberhalb des Festbettes, erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Feststoffpartikel aus dem Reduktionsgas vor dessen Einleitung in die Reduktionszone abgetrennt werden und diese gemeinsam mit dem aus dem Topgas abgeschiedenen Feststoff in das Schmelzaggregat eingebracht werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der abgeschiedene Feststoff, gegebenenfalls unter Zumischung von Feinerzen und/oder Eisen- und/oder Kohlenstoffträgern einer Agglomeration zugeführt und als Agglomerat, gegebenenfalls zusammen mit Kohlenstoffträgern und/oder mit Eisenträgern, in das Schmelzaggregat oder die Schmelzzone eingebracht wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Feinabscheidungsstufe eine oder mehrere Trocken- entstaubungsstufen, insbesondere Staubfilter, Zyklone oder Staubsäcke, aufweist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Feinabscheidungsstufe eine oder mehrere Nass- entstaubungsstufen, insbesondere Wäscher, aufweist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das gereinigte Topgas zur Nutzung dessen Druckenergie einer Entspannungsturbine zugeführt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Topgas vor und/oder nach der trockenen Abscheidung mittels Wasser-, Dampf-, oder Kühlgaseindüsung gekühlt wird, wobei unter zumindest teilweiser Verdampfung des Wassers das Gasvolumen erhöht wird.
1 1. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeinhalt des gereinigten Topgases über einen Wärmetauscher abgeführt und diese Wärme zur Erwärmung von Prozess- bzw. Inertgasen, zur Trocknung und/oder Erwärmung von Prozesseinsatz- bzw. Kreislaufstoffen oder zur Dampferzeugung genutzt wird.
12. Vorrichtung zur Herstellung von flüssigem Roheisen oder flüssigen Stahlvorprodukten mit einem Reduktionsaggregat (1 ), zur Reduktion von Einsatzstoffen, gebildet aus Eisenerzen und Zuschlägen, und mit einem Schmelzaggregat (2), insbesondere einem Einschmelzvergaser, zum Schmelzen der reduzierten Einsatzstoffe unter Zusatz von Kohlenstoffträgern und sauerstoffhaltigem Gas, unter Ausbildung eines Festbettes und eines CO- und H2-hältigen Reduktionsgases, wobei das Schmelzaggregat mit dem Reduktionsaggregat über eine Reduktionsgasleitung (3) verbunden ist, zur Einleitung des im Schmelzaggregat gebildeten Reduktionsgases in das Reduktionsaggregat und einer Ableitung (4), zur Ableitung des im Reduktionsaggregat umgesetzten Reduktionsgases als feststoffbeladenes heißes Topgas und zumindest einer Einrichtung zur trockenen Staubabscheidung (5), insbesondere Grobabscheidung, der Feststoffe des Topgases, die eine Gasableitung (6) zur Abfuhr des grob gereinigten Topgases und eine Zuführleitung (7), die die Einrichtung zur Staubabscheidung (5) mit dem Schmelzaggregat (2) verbindet, aufweist, sodass der noch heiße abgeschiedene Feststoff direkt in das Schmelzaggregat (2) eingebracht werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur trockenen Grobabscheidung (5) über eine erste Gasableitung (6A) oder eine zweite Gasableitung (6B) mit zumindest einer Einrichtung zur Feinabscheidung von Feststoffen (13A) verbunden ist, wobei diese eine weitere Zuführleitung (15C) aufweist, die die Einrichtung zur Feinabscheidung (13A) mit dem Schmelzaggregat (2) verbindet.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die
Einrichtung zur Grobabscheidung (5) der Feststoffe ein Zyklon, ein Staubsack oder ein Heißgasfilter, insbesondere ein keramischer Filter, oder eine Gruppe parallel oder in Serie geschalteter Einheiten dieser Einrichtungen ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Agglomerationsbrenner (8), zum Eintrag der abgeschiedenen Feststoffe in das Schmelzaggregat am Schmelzaggregat vorgesehen ist, wobei die Zuführleitung (7B) mit dem Agglomerationsbrenner (8) verbunden ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktionsgasleitung (3) vor ihrer Einmündung in das Reduktionsaggregat eine Abscheideeinrichtung (9) zur Abscheidung von Feststoffen aus dem Reduktionsgas und eine Einrichtung zur Rückführung (10) dieser Feststoffe in das Schmelzaggregat (2) aufweist, wobei die Zuführleitung (7A) stromaufwärts der Abscheideeinrichtung (9) in die Reduktionsgasleitung (3) mündet.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtung zur Grobabscheidung (5) der Feststoffe über eine Zuführleitung (7C) mit einer Agglomerationseinrichtung (11 ), zur Agglomeration der Feststoffe, verbunden ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmelzaggregat (2) eine Eintrageinrichtung (12) zum Eintrag von Kohlenstoffträgern aufweist, die auch zum Eintrag von Agglomeraten geeignet ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Feinabscheidung (13A) eine weitere Gasableitung (14) zur Abfuhr des fein gereinigten Topgases und einen Austrag (16) zum Ausschleusen von abgeschiedenen Feststoffen umfasst.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Feinabscheidung (13A) ein Zyklon oder eine Gruppe parallel oder in Serie geschalteter Zyklone, insbesondere von 2 bis 5 Zyklonen, ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Feinabscheidung (13A) ein Filter oder eine Gruppe in Serie geschalteter Filter, insbesondere ein Gewebefilter, ein keramischer Filter oder ein Elektrofilter, ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Einrichtung zur Feinabscheidung (13B) vorgesehen ist, die parallel zur Einrichtung zur Feinabscheidung (13A) geschaltet angeordnet ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Einrichtung zur Feinabscheidung (13B) mit der ersten Gasableitung (6A) oder mit der zweiten Gasableitung (6B) und über eine Rückführung 26, gegebenenfalls über einen zusätzlichen Kühlgasverdichter 28A, leitungsmäßig mit einer Ableitung 23 verbunden ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die
Einrichtung zur Feinabscheidung (13B) ein Wäscher oder eine Gruppe in Serie geschalteter Wäscher ist.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Gasableitung (6B) zur Abfuhr des gereinigten Topgases mit der Einrichtung zur Feinabscheidung (13A) und/oder der weiteren Einrichtung zur Feinabscheidung (13B) und mit einer Entspannungsturbine (19), zur Nutzung der Druckenergie des Topgases verbunden ist.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ableitung (4) oder in der Gasableitung (6) ein Mittel (22) zur Eindüsung von Wasser, Dampf oder Kühlgas vorgesehen ist, sodass das Topgas gekühlt werden kann, wobei unter zumindest teilweiser Verdampfung des Wassers das Gasvolumen erhöht wird.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Gasableitung (6A) zur Abfuhr des grob gereinigten Topgases ein Wärmetauscher (17) und/oder in der weiteren Gasableitung (14) zur Abfuhr des fein gereinigten Topgases ein Wärmetauscher (18), zur Nutzung des Wärmeinhaltes des Topgases für die Erwärmung von Prozessbzw. Inertgasen, Trocknung und/oder Erwärmung von Prozesseinsatz- bzw. Kreislaufstoffen oder zur Dampferzeugung, angeordnet sind bzw. ist.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (17) mit der Einrichtung zur Feinabscheidung (13A) und/oder der weiteren Einrichtung zur Feinabscheidung (13B) und mit einer Entspannungsturbine (19), zur Nutzung der Druckenergie des Topgases, leitungsmäßig verbunden ist.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Einrichtung zur Feinabscheidung (13B) eine weitere Zuführleitung (15A) und (15B) aufweist, die die Einrichtung zur Feinabscheidung (13B), gegebenenfalls über eine Aufbereitung (24), mit dem Schmelzaggregat (2) verbindet.
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