DE1508083C3 - Verfahren zur Herstellung von Reduktionsgasen zur Eisenerzeugung - Google Patents

Description

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Brennstoffen bekannt, letzteren Kalkstein zuzuset- der Vergasungsluft liegt. Die Eingangstemperatur der

zen, um den im Brennstoff enthaltenen Schwefel zu Vergasungsluft liegt zwischen 250 und 600° C,

binden (britische Patentschrift 895 085). zweckmäßig bei 350° C. Die hohe Vorwärmung, die

Schließlich ist auch ein Verfahren zur Vergasung die Vergasungsluft bei der Durchströmung des festvon feinkörnigen oder staubförmigen Brennstoffen 5 liegenden Bettes aus Krümelschlacke erfährt, führt bekannt, bei dem zunächst in einem Winkler-Genera- zu einer entsprechend hohen Temperatur im Wirbeltor eine Teilvergasung bei niedriger Temperatur und bett mit den daraus sich ergebenden günstigen FoI-anschließend eine Verbrennung des aus dem Genera- gen für das Ergebnis des Vergasungsprozesses,
tor ausgetragenen Feinkorns durchgeführt werden. Es ist vorteilhaft, weitere Vergasungsluft oberhalb Im ersten Verfahrensabschnitt, also im Winkler-Ge- io des Wirbelbettes in den Generatorschacht einzublanerator, wird die Temperatur bewußt niedrig gehal- sen. Diese zweite Luftzugabe dient dazu, Feinkohleten, um eine Erweichung der Brennstoffasche zu ver- teile zu vergasen, die durch den Gasstrom aus dem meiden. Der Rückstand des zweiten Verfahrensab- Wirbelbett herausgerissen werden. Es ist zweckmäschnittes fällt in Form von flüssiger Asche an. Bei ßig, diese Zweitluft höher vorzuwärmen als die am diesem bekannten Verfahren ist auch die Möglichkeit 15 Boden des Winkler-Generators eingeblasene Primärvorgesehen, feinkörnige Mineralmassen zuzumischen. luft.

Dies geschieht jedoch zu dem Zweck, ein Zusam- Es war bereits dargelegt worden, daß bei Anwen-

menbacken der aufgegebenen Steinkohle zu vermei- dung des Verfahrens gemäß der Erfindung eine Ver-

den, wobei im übrigen angestrebt wird, daß diese Zu- gasungstemperatur bis zu 1500⁰C erreichbar ist.

schlage im zweiten Verfahrensabschnitt die Schlak- 20 Diese also verhältnismäßig hohe Temperatur hat

kenschmelze erleichtern. auch für die Durchführung des Vergasungsprozesses

Demgegenüber läuft das Verfahren gemäß der Er- erhebliche Vorteile. Einmal wird die Reaktionsge-

findung in der Weise ab, daß Kohlenasche und Zu- schwindigkeit, die mit der Temperatur nach einem

schlage Sinterprodukte bilden, die in kleinkörniger exponentiellen Gesetz zusammenhängt, gegenüber

Form, beispielsweise etwa zwischen Sandkorngröße 25 der Vergasung bei tieferen Temperaturen erheblich

und Walnußgröße, anfallen. Sie setzen sich am Bo- vergrößert, so daß die Durchsatzleistung entspre-

den des Generators ab und bilden ein festliegendes chend ansteigt. Zum anderen werden bei hohen Tem-

Bett von lockerer Krümelschlacke. Dieses festlie- peraturen günstigere Gleichgewichtsbedingungen und

gende Bett, das eine Höhe von etwa 0,5 bis 2 m hat, damit vorteilhaftere Gasanalysen erzielt. Dies bedeu-

wird am unteren Ende des Winkler-Generators durch 30 tet, daß die Endgehalte im erzeugten Gas an Kohlen-

an sich bekannte Austrageorgane, wie z.B. Schnek- dioxid und Wasserdampf gering gehalten werden,

ken, ständig aus dem Generator entfernt. Die vorge- beispielsweise 2 bis 3 % nicht übersteigen,

wärmte Vergasungsluft od. dgl. kann unmittelbar Dies ist im Hinblick auf den Verwendungszweck

über den Boden des Winkler-Generator in das fest- des erzeugten Gases als Reduktionsmittel von großer

liegende Bett aus Krümelschlacke eingeblasen wer- 35 Bedeutung.

den. Die Luft durchströmt dieses Bett von unten Im übrigen hat die Zugabe von Kalk auch beim

nach oben, wird hierbei im Gegenstromwärmeaus- Verfahren gemäß der Erfindung den Vorteil, daß im

tausch in der Krümelschlacke weiter vorgewärmt, Brennstoff vorhandener Schwefel gebunden und da-

während letztere auf eine Temperatur abgekühlt mit aus dem herzustellenden Gas herausgehalten

wird, die etwa 50° C über der Eingangstemperatur 40 wird.

Claims (1)

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ben werden, und zwar in solcher Menge, daß sie den

Patentanspruch: Aschenschmelzpunkt über die Arbeitstemperatur er

höhen.

Verfahren zur Herstellung von Reduktionsga- Die Verwendung eines Winkler-Generators zum

sen zur Eisenerzeugung durch Vergasen von fe- 5 Vergasen von festen Brennstoffen ist seit Jahrzehnsten, kohlenstoffhaltigen Brennstoffen mit Luft ten bekannt. Dabei erschien es jedoch nicht möglich, und/oder anderen, sauerstoffhaltigen Gasen, da- eine gewisse obere Temperaturgrenze innerhalb des durch gekennzeichnet, daß die Verga₇ Generators zu überschreiten, da sonst die Asche des sung im Wirbelbett (Winkler-Generator) zwi- zu vergasenden Brennstoffes schmilzt. Die Einhallchen 1000° C. vornehmlich zwischen 1300 und io tung dieser oberen Temperaturgrenze hat jedoch zur ' 1500⁰C erfolgt, wobei den Brennstoffen an sich Folge, daß entweder die Temperatur des gewonnebekannte Zuschläge, wie Kalkstein, Kalk und nen Gases für die Reduktion von Eisenerzen nicht kieselsaure- und tonerdehaltige Materialien, züge- hoch genug ist oder aber seine Zusammensetzung geben werden, und zwar in solcher Menge, daß nicht den Erfordernissen entspricht. Letzteres kann sie den Aschenschmelzpunkt über die Arbeits- 15 z.B. dadurch verursacht sein, daß das Gas zuviel temperatur erhöhen. Kohlendioxid oder Wasser enthält. Aus diesen Grün

den ist der Winkler-Generator bisher zur Herstellung von Reduktionsgas nicht verwendet worden, obwohl dieser Generator eine besonders wirtschaftliche Ver-

20 gasung von kohlenstoffhaltigen Stoffen ermöglicht,

und zwar insbesondere auch im Hinblick auf die an das Einsatzgut zu stellenden Anforderungen.

Die Lehre gemäß der Erfindung gibt die Möglich-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- keit, im Zusammenhang mit der Herstellung von Relung von Reduktionsgasen zur Eisenerzeugung durch 25 duktionsgasen die Nachteile des Winkler-Generators Vergasen von festen, kohlenstoffhaltigen Brennstof- zu vermeiden, wobei jedoch seine Vorteile, insbesonfen mit Luft und/oder anderen sauerstoffhaltigen Ga- dere in bezug auf die Wirtschaftlichkeit des Vergasen, sungsprozesses, gewahrt bleiben. So besteht die Mög-Durch die deutsche Patentschrift 872 952 ist ein lichkeit, dem Winkler-Generator den zu vergasenden Verfahren zur Herstellung von Eisenschwamm durch 30 Brennstoff mit einer Korngröße aufzugeben,;, die in Reduzieren von Eisenerz mittels Gasen bekannt, bei großen Mengen verfügbar ist. Es ist also nicht notweichem zunächst ein reduziertendes Gas erzeugt wendig, zur Erzielung dieser Korngröße aufwendige wird, dessen Temperatur im wesentlichen der bei der Maßnahmen zu treffen/Weiterhin erlaubt der Win-Reduktion des Erzes zu Eisenschwamm anzuwenden- kler-Generator die Verwendung größerer Produkden Arbeitstemperatur, vorzugsweise etwa 1000⁰C, 35 tionseinheiten, etwa in der Größenordnung von entspricht. Dabei soll das reduzierende Gas aus der 100 000m³/h, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Vergasungseinrichtung unmittelbar in die Reduzier- Verfahrens ebenfalls wesentlich verbessert wird,
einrichtung geleitet und dort mit dem Erz in Beruh- Es sind weiterhin Versuche betreffend die Vergärung gebracht werden. Dem bekannten Verfahren sung von Feinkohle im Winkler-Generator bekannt, haftet der Nachteil an, daß es verhältnismäßig auf- 40 bei welchen im Vergasungsbereich desselben Tempewendig und somit im Ergebnis wenig wirtschaftlich raturen bis zu 1350°C auftreten. Hierbei wird jeist. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, daß . doch in Kauf genommen, daß die Aschenteile erweider zu vergasende Brennstoff auf Staub zerkleinert chen und im Generatorzentrum zusammenbacken, werden muß. Der dafür erforderliche Aufwand stellt Gerade dies soll durch.Anwendung der Lehre gemäß einen wichtigen Kostenfaktor dar. Ein weiterer 45 der Erfindung vermieden werden. Im übrigen ist im Nachteil des bekannten Verfahrens besteht darin, Zusammenhang mit diesen bekannten Versuchen daß es lediglich unter Verwendung von verhältnismä- auch vorgeschlagen worden, eine leichter zu entferßig kleinen Produktionseinheiten angewandt werden nende Schlacke dadurch zu erhalten, daß feinkörnikann, deren Ausstoß in der Größenordnung von ges Aufgabegut mit nur einem geringen Anteil gröbe-20 000 m³/h liegt. " 50 ren Korn eingesetzt wird. Ferner soll eine zu hohe Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Feuchtigkeit vermieden werden. Ob diese Maßnaheinleitend beschriebene Verfahren so abzuwandeln, men im praktischen Betrieb ausreichen, um den daß eine wirtschaftlichere Herstellung von Reduk- Aschenschmelzpunkt über die Ärbeitsiemperatur zu tionsgasen möglich ist, deren Temperatur der bei der erhöhen, ist zweifelhaft. Im übrigen würde dadurch Reduktion des Eisenerzes anzuwendenden Arbeits- 55 auch wieder eine aufwendige Vorbehandlung des temperatur entspricht, so daß die unmittelbare Zu- kohlenstoffhaltigen Aufgabegutes notwendig sein,
führung des gewonnenen Reduktionsgases in den Re- Das Zugeben von Zuschlägen zur Beeinflussung duktionsraum hinein möglich ist. Diese angestrebte des Aschenschmelzpunktes ist an sich bekannt, beiVerbesserung der ,Wirtschaftlichkeit soll insbeson- spielsweise im Zusammenhang mit einem Verfahren, dere dadurch erreicht werden, daß die Notwendig- 60 zur Herstellung von Brenngas aus kohlenstoffhaltikeit, von staubförmigen Brennstoffen auszugehen, gen festen Brennstoffen (deutsche Patentvermieden wird. schrift 1 034 804). Dabei sollen jedoch Flußmittel, Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung wie Kalk, Kieselerde, Tonerde usw., zugesetzt wervor, daß die Vergasung im Wirbelbett (Winkler-Ge- den, um die Schmelztemperatur der Asche herabzunerator) zwischen 1000⁰C, vornehmlich zwischen 65 setzen. Beim Verfahren gemäß der Erfindung soll die 1300 und 1500° C, erfolgt, wobei den Brennstoffen Zugabe dagegen zur Erhöhung des Aschenschmelzan sich bekannte Zuschläge, wie Kalkstein, Kalk und punktes erfolgen. Weiterhin ist es im Zusammenhang kieselsäure- und tonerdehaltige Materialien, zugege- mit dem Vergasen von festen, kohlenstoffhaltigen