SE429138B - Sett och anleggning for framstellning av jernsvamp - Google Patents

Description

8Û068flß-1 10 l5 20 25 30 direkt förgasa stenkol i fast form genom användning av en plasmagenerator. Svagheten hos denna metod är att den ställer mycket höga krav på noggrannhet och reglerbarhet i tillförsel av kol samt att man för flera kolkvalitëer har svårigheter med hanteringen av kolaskan.

Till detta kommer att den genererade gasen har en väte- halt som är lägre än vad som är optimalt ur reduktions- synpunkt.

Det har nu överraskande visat sig att ovanstående svårig- heter och olägenheter med hittills kända förfaranden nu kunna elimineras vid ett inledningsvis beskrivet för- farande huvudsakligen därigenom att recirkulationsgasen tvättas i en C02-tvätt, att den tvättade gasen i form av en första delström tillföres en plasmagenerator, att en blandning av vatten och reduktionsmedel i form av en slurry injiceras i den från plasmageneratorn utgåen- de heta gasströmmen, att temperaturnivån på den utgående gasströmmen hålles inom ett temperaturområde, företrä- aesvis inom intervallet 1300 - 1soo°c, så att i det fasta reduktionsmedlet ingående askdelar bildar en slagg, och att den i plasmageneratorn behandlade del- strömmen blandas med åtminstone en andra delström av den tvättade recirkulationsgasen i sådana proportioner, att den erhållna slutgasblandningens temperatur blir den för reduktionsprocessen lämpliga, d v s 700 - l000°C, företrädesvis 825°C, varefter slutgasbland- ningen införes i schaktugnens nedre del. ,_.___.._-..

(Il 10 15 20 25 30 8006814-1 Uppfinningen omfattar också en anläggning för utförande av det enligt uppfinningen föreslagna sättet som huvudsakligen kännetecknas av att qenereringssystemet för reduktionsgas innefattar en C02 -tvätt för den ur reaktionsutrymmet avgående reaktionsgasen samt ett därtill anslutet genere- ringsschakt för en delström av den så erhållna renade reduk- tionsgasen omfattande en plasmagenerator och tillförselan- ordningar för ett kontrollerat införande av reduktionsmedel och vatten i den här bildade plasmagasen jämte en regler- bar blandningsanordning för blandning av den så bearbetade första delströmmen med en andra, obehandlad delström av den renade reduktionsgasen jämte inblåsningsorgan för den så erhållna slutgasblandningen i reaktionsutrymmets nedre del.

Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas närmare med hänvisning till ett på bifogade ritning visat utförings- exempel.

Reduktionen av styckeformig järnoxid sker i ett reduktions- schakt 1 genom att den styckeformiga järnoxiden 2 matas ge- nom en slussventil 3 in i schaktet l och behandlas i mot- ström med en varm reduktionsgas bestående huvudsakligen av koloxid och vätgas, som införes vid schaktets l bottendel 4. Den producerade järnsvampen utmatas genom en utmatnings- anordning 5 i schaktets l botten 4. Den till mellan 30 och 50% förbrukade reduktionsgasen uttages ur schaktets l övre del genom ett gasuttag 6. Den från schaktet l uttagna ga- 2 (50 - 70%) reaktionsprodukterna C02 och H20. Eftersom denna gas fort- sen innehåller förutom kvarvarande CO och H farande innehåller relativt höga halter CO och H2, åter- användes den i orocessen. För att kunna återanvändas 80068144 10 15 20 25 30 som reduktionsgas måste dock halten C02 och H20 nedbringas till under 5%. Detta sker därigenom, att gasen får passera en tvätt (C02/H20-tvätt) 7.Viä gasens passage genom denna tvätt uppnås inte enbart att gasen befrias från reaktions- produkterna C02 och H20 utan nämnda tvättförfarande ger också möjlighet till en balansering av gasmängden, vari- genom en avfackling av gas kan undvikas. Efter tvätten 7 passerar gasen en kompressor 8 för uppnående av den för processen erfioakrliga tryckökningen och uppdelas därefter i åtminstone två delströmmar 9, l0. Delströmmen 9, som har rumstemperatur, ledes in i en gasgenerator ll, där er- forderlig tillskottsgas genereras ur ett fast reduktions- medel, lämpligen kol och vatten. Gasströmmen 9, användes i gasgeneratorn ll som plasmagas och tillföres för gasre- genereringsprocessen erforderlig energimängd i en plasma- generator 12. Huvudenergislaget, som är kolpulver, behand- las med ett oxidationsmedel, företrädesvis vatten, och till- föres gasgeneratorn ll genom lansar 13, så att den penetre- rar den från plasmageneratorn l2 uströmmande heta gasström- men på sådant sätt, att kolpulver och oxidationsmedel' bringas att reagera till CO och H2. Energitillförseln i gasgeneratorn ll regleras så, att den i kolpulvret förefint- liga askan smältes till en slagg 14, som kan avlägsnas ur gasgeneratorns ll nedre del i flytande eller fast form. På grund av askans samansättning väljes temperaturen lämp- ligen inom intervallet 1300 - l500°C. Den så producerade reduktionsgasen innehåller förutom CO + H2 även det i kolet ingående svavlet och bringas därför att passera ett svavel- filter 15, exempelvis ett dolomitfilter, där svavelhalten nedbringas till en för järnsvampsprocessen acceptabel nivå, företrädesvis under 75 ppm.

Tvätten 7 kan exempelvis som aktiv substans innehålla mono- etanolamin och vid genomgången av tvätten kan gasens halt av C02 nedbringas till lämpligen under 2%. ieooes14-1 Den ur svavelfiltret 15 utgående gasen ligger på en för järnsvampsprocessen alltför hög temperatur, och därför nedbringas gasens temperatur genom inblandning av kall, tvättad delströmsgas 10 till en för processen lämplig 5 temperatur, företrädesvis uppgående till 750 - l000°C, lämpligen sàs°c.

Genom det enligt uppfinningen föreslagna sättet erhålles följande processtekniska fördelar.

A. Gasregenereringen kan ske vid sådan temperatur att 10 askan bildar en lätthanterlig slagg som tappas av utan att förorsaka igensättningsproblem i processen. Väte- halten i reduktionsgasen kan styras för en till reduk- tionen lämplig halt genom den genomförda tvättningen och efterföljande injiceringen av vatten i gasregene- 15 reingssteget. Dessutom ger gastvätten kombinerad med gasgenerering vid förhöjd temperatur överlägsna möjlig- heter till en balansering av gasmängden i systemet samt en reglering av reduktionstemperaturen. Härigenom vin- nes samtidigt en ur energisynpunkt optimal reduktions- 20 process samt ett lättreglerat gasregenereringssystem.

Vid försök i provskala har följande förbrukningsvärden per ton producerad järnsvamp uppnåtts.

Elenergi: 820 kWh Stenkolspulver: 172 kg B. Dessutom erhålles enligt uppfinningen en synnerligen 25 förenklad reglering av själva processen, varvid man också vid genereringen av plasmagasen genom att för- blanda kolpulver och vattentillsatsen i rätta propor- tioner lämpligen i stökiometriska proportioner kan upp- nå en enklare och effektivare styrmöjlighet för hela 30 7 processen. Genom denna förblandning av kolpulver och vatten kan blandningen också lätt injiceras såsom en kol-i-vattenemulsion. 80068111--1 10 Om svårigheter uppstår att binda det fasta reduktionsmed- lets aska i en slaggfas kan tillsatser, som påverkar slaggens egenskaper, såsom exempelvis smältpunkt, svavel- upptagning etc. göras, exempelvis kunna härtill alkali- föreningar och kalk användas. Lämpligen blandas dylika tillsatser med det fasta reduktionsmedlet.

För att stabilisera kol-vattenblandningen kan också lämp- liga gelbildare tillsättas.

Vidare kan syretillförseln i gasgeneratorn ll också åstad- kommas medelst syrgas istället för vatten.

Claims (2)

1. 800681 lf ~ 1 7 P a t e n t k r a v 1. Sätt att framställa järnsvamp genom kontinuerlig re- duktion av järnoxider i en schaktugn medelst en i motström mot järnoxiden förd reduktionsgas,-huvudsakligen innehållande CO + H2, ur schaktugnen avgående reaktionsgas och en tillskottsgas, som varvid reduktionsgasen framställes av recirkulerad, alstrats med hjälp av en plasmagenerator ur fasta reduktions- medel, såsom kol, företrädesvis stenkol, k ä n n e t e c k - n a t av att recirkulationsgasen tvättas i en C02-tvätt, att den tvättade gasen i form av en första delström tillföres en plasmagenerator, att en blandning av vatten och reduktions- medel i form av en slurry injiceras i den från plasmagenera- torn utgående heta gasströmmen, att temperaturnivån på den utgående gasströmmen hâlles inom ett temperaturområde, före- träaeevie inom intervallet 1300 - 15oo°c, så ett i ae: festa reduktionsmedlet ingående askdelar bildar en slagg, och att den i plasmageneratorn behandlade delströmmen blandas med åt- minstone en andra delström av den tvättade recirkulationsgasen i sådana proportioner, att den erhållna slutgasblandningens temperatur blir den för reduktionsprocessen lämpliga, d.v.s. 700 - 1000°C, företrädesvis 825°C, varefter slutgasblandningen införes i schaktugnens nedre del.

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att den från C02 processen erforderligt tryck medelst en kompressor. renade recirkulationsgasen bringas till ett för 3. Sätt enligt krav 1 - 2, k ä n n e t e c k n a t av att man såsom reduktionsmedel använder kolpulver, företrädes- vis stenkolspulver, med en partikelstorlek av under 0,85 mm, företrädesvis under 0,15 mm. 4. Sätt enligt krav 1 - 3, k ä n n e t e c k n a t av att den ur plasmageneratorn avgående gasen bringas att passera ett svavelfilter. 8006814-1 5. Anläggning för framställning av järnsvamp genom kon- tinuerlig reduktion av järnoxider i en schaktugn medelst en i motström mot järnoxiderna förd reduktionsgas huvudsakligen innehållande CO + H2, varvid reduktionsgasen framställes av recirkulerad,ur schaktugnen avgående reaktionsgas och en till- skottsgas, som alstrats med hjälp av en plasmageneraflmrur vaUæm fasta reduktionsmedel, såsom kol, företrädesvis stenkol, för genomförande av sättet enligt krav 1, innefattande ett för det järnoxidhaltiga utgångsmaterialet avsett reaktionsutrymme (1) jämte ett genereringssystem för reduktionsgas, k ä n n e - t e c k n a d av att genereringssystemet för reduktionsgas innefattar en C02-tvätt (7) för den ur reaktionsutrymmet (1) avgående reaktionsgasen samt ett därtill anslutet gasgenere- ringsschakt (11) för en delström av den så erhållna renade reduktionsgasen omfattande en plasmagenerator (12) och till- förselanordningar (13) för ett kontrollerat införande av re- duktionsmedel och vatten i den här bildade plasmagasen jämte en reglerbar blandningsanordning för blandning av den så be- arbetade första delströmmen med en andra, obehandlad delström av den renade reduktionsgasen jämte inblåsningsorgan för den så erhållna slutgasblandningen i reaktionsutrymmets (1) nedre del. 6. Anläggning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att C02-tvätten innehåller monoetanolamin såsom aktiv substans. 7. Anläggning enligt krav 5 - 6, k ä n n e t e c k n a d av att en kompressor (8) är inkopplad efter tvätten (7). s. (Anläggningeniigtkravs-v, kännetecknaa av att gasgenereringsschaktets (11) nedre del är försedd med en avtappningsanordning för slagg. 9. Anläggning enligt ett eller flera av kraven 5 - 8, k ä n n e t e c k n a d av att ett svavelfilter (15) är an- ordnat omedelbart efter gasgenereringsschaktet (11). 800681/r1 10. Anläggning enligt ett eller flera av kraven 5 - 9, k ä n n e t e c k n a d av att fördelningsorgan för det fasta reduktíonsmedlet och vatten utmynnar inom området fram- för plasmageneratorn (12) .