DE1925662A1 - Verfahren,Vorrichtung und Reduktions-Ofen zum Direktreduzieren von stueckigen Eisenerzen,Pellets,Agglomerisaten u.dgl. - Google Patents

Verfahren,Vorrichtung und Reduktions-Ofen zum Direktreduzieren von stueckigen Eisenerzen,Pellets,Agglomerisaten u.dgl.

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DE1925662A1 DE19691925662 DE1925662A DE1925662A1 DE 1925662 A1 DE1925662 A1 DE 1925662A1 DE 19691925662 DE19691925662 DE 19691925662 DE 1925662 A DE1925662 A DE 1925662A DE 1925662 A1 DE1925662 A1 DE 1925662A1
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Description

  • Verfahren, Vorrichtung und Reduktions-Ofen zum Direktreduzieren von stückigen Eisenerzen, Pellets, Agglomeraten und dergleichen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine zu dessen Ausübung besonders zweckmäßige Vorrichtung sowie einen Reduktions-Ofen zum Direktreduzieren von stückigen Eisenerzen, Pellets, Agglomeraten und dergleichen im Schachtofen mit Hilfe eines Reduktionsgases, das mit technisch reinem Sauerstoff erzeugt, dem Schachtofen unterhalb seiner Reduktionszone zugeführt, im Kreislauf regeneriert und als Umlaufgas am unteren Ende des Schachtofens diesem wieder zugeführt wird.
  • Es ist bekannt, das zur Durchführung des Verfahrens erforderliche Reduktionsgas, das als Hauptbestandteile CO und H2 enthalten muß, durch Vergasen sowohl von Heizöl als auch von festen Kohlenstoffträgern, insbesondere von Kohlenstaub, mit technisch reinem Sauerstoff herzustellen. Das auf diese Weise in einem Reaktor gewonnene Reduktionsgas wird im heißen Zustande in den Reduktionsofen übergeleitet. Die maßgebenden Faktoren für eine wirtschaftliche Erzeugung von Eisenschwamm mit Konkurrenzfahigkeit gegenüber dem noch ofenverfahren liegen dabei in einem günstigen Wärmeverbrauch, einem guten Wärmewirkungsgrad und in einer möglichst hohen Wärmekonzentration0 Ausgangspunkt für eine technisch und wirtschaftlich günstige Gewinnung des Eisenschwamms bildet das anzustrebende Eintreffen sämtlicher drei Voraussetzungen.
  • Das bekannte Schweröl-Sauerstoff-Verfahren liefert zwar innerhalb seiner Gaserzeugungsreaktion die für das Verfahren notwendige Wärmemenge, ist aber an die Verwendung von Heizöl gebunden, welches Jedoch aus Standortgründen nicht in allen Fällen in ausreichender Menge zur Verfügung steht. Dagegen ist in vielen Fällen ein fester Kohlenstoffträger, insbesondere in Form einer heizwertarmen, ballastreichen Kohle oder in Form von Kohlenstaub, in ausreichender Menge vorhanden. Da derartige minderwertige Kohlensorten im Gegensatz zur immer knapper werdenden hochwertigen Kokskohle, die für das konventionelle Hochofenverfahren eingesetzt werden muß, bisher nur schwer einer nutzbringenden Verwertung zugeführt werden konnten, besteht ein echtes volkewirtschaftliches Bedürfnis für die Anwendung und Weiterentwicklung des Direktreduktionsverfahrens, das die Verwendung derartiger fester Eohlenstoffträger ermöglicht.
  • Die bekannten Verfahren zum Vergasen fester Eohlenstoffträger arbeiten im wesentlichen nach zwei Prinzipien, nämlich demjenigen des Gegenstrom- und des Gleichstromverfahrens. Beim Gegenstrom-Vergasungsverfahren verläuft die Zuführungsrichtung des festen Kohlenstoffträger entgegen der Strömungsrichtung des Vergasungsmittelstromes. Das Reduktionsgas enthält dadurch unerwünschte Teerbestandteile, die infolge Zusammenbackens leicht zu Ablagerungen und Verstopfungen in den Gaszuführungsleitungen führen können. Die Korngröße des festen Kohlenstoffträgers ist außerdem beim Gegensbrom-Vergasungsverfahren nach unten hin eingeschrånkt, so daß insbesondere die Gefahr des Zusammenbackens der einzelnen Teilchen des festen Kohlenstoffträgers besteht. Die Ausnutzung des Kohlenstroffträgers ist demnach unbefriedigend und die Wirtschaftlichkeit einer derartigen Reduktionsgaserzeugung leidet.
  • Die Nachteile des Gleichstrom-Vergasungsverfahrens bestehen bisher vor allem in liner momentan zu hohen Gastemperatur und einem unerwünscht hohen CO-Anteil im erzeugten Reduktionsgas. So wird beispielsweise in der deutschen Patentschrift 872 952 ein Direktreduktionsverfahren beschrieben, das ein nach dem Gleichstrom-Vergasungsverfahren erzeugtes Reduktionsgas verwendet, das einen CO-Anteil von 82,5 % und ein Anteil von nur 13 % neben 2 % C02 aufweist.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit minimalem Energieaufwand und unter Zuhilfenahme einfachster Mittel zu erreichen, daß bei Anwendung des Gleichstrom-Vergasungsverfahrens die für die Erzreduktion gewünschte Gastemperatur genau eingestellt und ein brauchbares CO/H2-Verhältnis im Reduktionsgas sichergestellt werden.
  • Es ist nämlich von Vorteil, mit einem Reduktionsgas zu arbeiten, das einen möglichst niedrigen CO-Anteil und einen möglichst hohen H2-Anteil aufweist. Beim Reduktionsvorgang werden bekanntlich das CO und C02 und das H2 und H20 übergeführt. Die Entfernung dieser beiden Bestandteile aus dem Gichtgas, die im Hinblick auf die beabsichtigte Kiäslaufführung des Gases unerläßlich ist, ist jedoch mit einem unterschiedlichen Aufwand verbunden. Während das H20 durch einfache Kondensation entfernt werden kann, muß die C02-Entfernung in besonderen Waschanlagen, die mit speziellen Waschmitteln, wie z.B. Monoäthanolamin, beschickt werden, durchgeführt werden. Es ist daher sinnvoll, durch entsprechende Einstellung des 00I0j2-Verhältnisses im ReduXtionßgas die Gichtgaszusammensetzung in Richtung auf ein möglichst 002 armes Gichtgas zu beeinflussen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Direktreduzieren von stückigen Ei6en-erzen, Pellets, Agglomeraten und dergleichen im Schacht ofen nit Hilfe eines Reduktionsgases, das durch Gleichstrom-Vergasung eines festen Rohlenstoffträgers mit technisch reinem Sauerstoff erzeugt, dem Schachtofen unterhalb seiner Reduktionszone zugeführt, im Kreislauf regeneriert und als Umlaufgas am unteren Ende des SchacAtofens diesem wieder zugeführt wird. Das erfindungsgemäß Verfahren ist dabei dadurch gekennzeichnet, daß die Vergasung des festen Kohlenstoffträgers unter Zusatz von wasserstoffabgebenden, gasförmigen Kohlenwasserstoffen und von Wasserdampf erfolgt. Vorzugsweise kann dabei als fester Kohlenstoffträger Kohlenstaub und als gasförmiger Kohlenwasserstoff Methan (CH4) bzw. Erdgas verwendet werden. Eben-80 können natürlich auch die gasförmigen Glieder der Paraffinreihe für das erfindungsgemäße Verfahren zur Anwendung gelange, wobei beispielsweise auch die Verwendung des sogenannten Raffineriegases in Betracht kommt.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur die Möglichkeit gegeben, unabhängig vom öl örtlich vorhandene Kohlenstoffträger zu benutzen, sondern darüber hinaus auch die Temperatur im Schacht ofen mit großer Genauigkeit zu beeinflussen und im gewünschten Bereich einzustellen. Die Schwierigkeiten, die bisher aus überhöhten Temperaturen beim Vergasen von festen Kohlenstoffträgern entstanden, überwindet die vorliegende Erfindung durch eine entsprechende Mischungsmöglichkeit der Vergasungsmedien, wobei gleichzeitig das Kohlenoxyd-Wasserstoff-Verhältnis berücksichtigt werden kann.
  • So ergibt z.B. bei reiner Kohlenstoffvergasung (theoretische Annahme 100 % CO) 1 kg a eine Wärmemenge von 2.450 kcal nach der Formel C + 1/2 O2 a abgegebene Wärmemenge n - 2.450 keal/kg C.
  • Die zu hohe Temperatur des Reduktionsgases und die an sich nicht gewünschte hohe Co-Konzentration werden dadurch vermieden, daß Methan bzw. Erdgas zugesetzt wird, wobei 1 Nm3 CH4 eine Wärmemenge von nur 380 kcal ergibt nach der Formel CH4 + 1/2 02 = CO + 2 H2 abgegebene Wärmemenge - - 380 kcal/Nm3 CH4.
  • Durch den Erdgaszusatz wird also die fühlbare Wärme/Nm3 des Reduktionsgases auf eine gewünschte Reduktionstemperatur etwa im Bereich von 900 - 100000 herabgesetzt. Zugleich wird ein wünschenswerter Anteil von H2 im Reduktionsgas erreicht. Von wesentlicher Bedeutung ist dabei, daß die Reduktionstemperatur steuerbar ist Je nach der Gangart der verwendeten Erzsorten.
  • Eine noch stärkere Herabsetzung der Reduktionsgastemperatur läßt sich durch den Zusatz des Wasserdampfes erreichen, wobei zum Beispiel ein zusätzlicher Wärmeaufwand von 2198 kcal/Nm³ CH4 erforderlich ist nach der Formel CH4 + 1120 - CO + 3 H2 # H = + 2198 kcal/Nm3 Reduktionsgas.
  • Außerdem besteht die Möglichkeit, die Reduktionsgastemperatur zu senken und gleichzeitig den Wasserstoffgehalt zu steigern durch Zugabe von Wasser bzw. Wasserdampf nach der Formel: CO + H2° ' 002 + H2 Man sieht also, daß sich durch Regelung der Anteile der Vergasungsmedien die notwendigen Temperaturen und Wasserstoffkonzentrationen ohne Schwierigkeiten erreichen lassen.
  • Eine Anpassung an die Besonderheiten verschiedener Erzsorten und ihre Gangart-Erweichungspunkte ist damit in einem Bereich von ca. 9000C bis 14000C gegeben.
  • Die vorstehend beschriebene Reduktionsgaserzeugung läßt sich auch noch in anderer Weise zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit der Eisenschwammerzeugung ausnutzen. Ein zusätzlicher, besonders wertvoller Verfahrensschritt besteht nämlich darin, daß der beim Gaserzeugen eingebrachte Sauerstoff unter Druck zugeführt und gleichzeitig der Reduktionsraum druckdicht gehalten wird. Baut man die Eisenschwammanlage sb, daß sie mit erhöhtem Druck arbeiten kann, so läßt sich die Herstellung des Reduktionsgases durch Erhöhung des Sauerstoffdruckes in der Gaserzeugungsanlage 8o führen, daß sowohl die Eisenschwammanlage als auch der Gasregenerationskreislauf unter Druck gehalten werden.
  • Damit wird die Erzreduktion begünstigt und beschleunigt und die Leistungsfähigkeit der Anlage erhöht bzw. die spezifischen Anlagekosten vermindert, was auf die längere Verweilzeit und die höhere Konzentration der reduzierenden Gasbestandteile zurückzuführen ist.
  • Die Abtrennung der Reaktionskohlensäure aus dem Gichtgas läuft bei Ausnutzung des Druckabfalls erleichtert ab. Von der Kohlensäure gereinigtes Gichtgas gestattet eine bessere Ausnutzung der Glichgewichtsbedingung zwischen prozentualer Reduktionsfähigkeit des Erzeinsatzes und der Reduktionskraft des Gases. Es ergibt sich damit die Möglichkeit, das Gichtgas mit guter Wirksamkeit wieder zur Reduktion weiterzuverwenden.
  • Durch das Arbeiten unter erhöhtem Druck von zum Beispiel 1 bis 3 atü und darüber (am Schachtoberende gemessen) können in der Zeiteinheit größere Gasmengen bei geringerer Gasgeschwindigkeit durchgesetzt werden, so daß neben der Beistungssteigerung eine Verbesserung der Ausnutzung von CO und H2 stattfindet. Beim Arbeiten mit höheren Drücken wird außerdem der Staubanteil gesenkt.
  • Von besonderem Vorteil ist der Umstand, daß derin der tuftzerlegungsanlage gewonnene Sauerstoff unter Druck anfällt. Dieser Druck ermöglicht es ohne Zuhilfenahme zusätzlicher Kompressoren, den für das Verfahren gewünschten Druck sowohl in der Gaserzeugungsanlage als auch im Reduktionsofen einzustellen.
  • Ein weiterer bisher unbedacht gebliebener Vorteil des erfindungsgemäßen Vorschlages besteht darin, daß es möglich ist, Anlagen belieWiCer Größenordnung unter den günstigsten Bedingungen zu betreiben.
  • Die Erfindung beschäftigt sich weiterhin mit dem Vergasen der festen Kohlenstoffträger. Ein besonders günstiges Verfahrensmerkmal ist darin zu sehen, daß staubförmige Kohlenstoffträger inJektorartig in den Vergasungsmittelstrom eingeführt werden, Die Steuerung der Höhe der Temperatur sowie die Ausnutzung des Brennstoffes zu einem hohen Grade lassen sich in einer Weise verwirklichen, daß die bekannten Schwierigkeiten beim Vergasen von festen Kohlenßtofftrågern ausbieibenW Das dem Reduktionsofen zugeführte frische, durch Gleichstrom-Vergasung gewonnene Reduktionsgas kann mit Rücksicht auf die Erweichung des Erzes bzw. der in ihm enthaltenen Gangart nicht mit beliebig hoher Temperatur in den Reduktionsofen geleitet werden. Im Reduktionsofen mischt es sich mit dem an unteren Ende des Schachtofens zugeführten und durch den sich nach unten bewegenden Eisenschwamm erwärmte Umlaufgas, bevor der eigentliche Reduktionsprozeß, die Reduktion des Eisenerzee zu Eisenschwamm beginnt. Je nach den Betriebsverhältnissen kann es torkommens daß die Gastemperatur des Gemisches von Umlaufgas und frischem Reduktionsgas nicht mehr die genügend hohe Temperatur hat, damit der Reduktionsprozeß mit wirtschaftlich sinnvoller Geschwindigkeit abläuft. Um diesen evtl. Mißstand zu beheben, schlägt ein weiteres Merkmal der Erfindung, dem eigene erfinderische Bedeutung zukommt, vor, daß das Gemisch aus Umlaufgas und frischem Reduktionsgas vor Beginn des Reduktionsprozesses mit zusätzlichem Sauerstoff versetzt und einer partiellen Verbrennung unterworfen und dadurch die Gastemperatur auf den für einen zügiges Ablauf des Reduktionsprozesses erforderlichen Wert erhöht wird.
  • Eine weitere Ausführung besteht nun darin, daß der zusätzliche Sauerstoff über den gesamten Querschnitt des Schachtofens in feinverteilter Form zueführt wird. Vorteilhafterweise wird man die Zufuhr des zusätzlichen SaFerstoffes eo kontrollieren (steuern bzw. regeln), daß sich die Gastemperaiiur nach der partiellen Verbrennung auf einen Wert von 800Q - 125000, vorzugsweise 900° - 115000 erhöht.
  • Die Vorrichtung zur Durchführung des vorstehenden Verfahrensschrittes gestattet, daß erfindungsgemäß die unter erhöhtem Druck in einem Zwischenbehälter gehaltene Staubkohle durch eine oder mehrere Offnungen in die den Vergasungsmittelstrom führende Leitung einspeisbar ist.
  • Der Reduktionsofen zur Durchführung des Gesamtverfahrens weist erfindungsgemäß am Eingang und am Ausgang Jeweils eine Druckschleuse auf, die zwecks Zuführung von Eisenerzen und Kalk entsprechend am Ein- und/oder Ausgang in eine größere Anzahl von Klammern aufgeteilt sein kann.
  • In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der Anlage dargestellt, wobei innerhalb deren Erläuterune das Verfahren mitbeschrieben ist.
  • Das Genisch Erzn alkstein gelangt kontinuierlich oder in kleineren Portionen diskontinuierlich in den Reduktionsofen 1.
  • Getrennt vom Reduktionsofen 1, der lediglich im Ausführungsbeispiel als senkrechter Schachtofen gezeichnet ist, befindet sich die Einrichtung 2 zur Reduktionegaserzeugung.
  • Ferner liegt eine Einrichtung 3 zwecks Abtrennung von Wasserdampf und Kohlensäure zusammen mit der Prozeßstrecke 4 in einem geschlossenen Kreislauf.
  • Der Erzeinsatz passiert eine Druckschleuse 5, die mit Eingangsklappen 6 und Ausgangsklappen 7 Erz und Kalkstein in einen Bereich 8 gelangen lasse in dem die Stoffe von Normaltemperatur 200C einer Trocknung und Vorwärmung durch das in tieferen Bereichen bei der Reduktion entstehende Gichtgas unterzogen werden. Im tiefer gelegenen Bereich 9 findet bereits eine Vorreduktion unter einer Temperatursteigerung bis auf ca. 900°C statt und im Hauptreduktionsbereich 10 läuft bei ca. 100000 das erfindungsgemäße Verfahren ab, d.h. es entsteht dort unter der direkten Einwirkung des Reduktionsgases, das aus der Einrichtung 2 mit weniger als 14000C ankommt, Eisenschwamm, wobei der freiwerdende Schwefel durch den mitgeführten Kalk weitgehend gebunden wird. Das in den Bereich 11 wandernde Gut kühlt sich nach und nach aufgrund der Wirkung des bei 12 am oberen Ofenende des Reduktionsofens 1 abgezogenen Gichtgases, das mit etwa 200C in gereinigtem Zustand dem Bereich 14 zugeführt wird, auf etwa 300° C ab. Eisenschwamm und Schwefelkalk (CaS) gelangen durch eine der Druckschleuse 5 ähnliche Druckschleuse 13 mit einer Temperatur von ca. 300°C in einen nachgeschalteten Entkalker, aus dem der Eisen schwamm 15 in ein weiteres Fertigverfahren, beispielsweise zu einem Stahlofen transportiert wird.
  • Ein weiterer Vorteil ist, daß das Umlaufgas zur Kühlung des reduzierten Eisenschwamms benutzt wird und dadurch das Umlauf gas dem Reduktionsvorgang mit einer entsprechend erhöhten Temperatur zur Verfügung gestellt wird. Vor der Reduktionszone mischt sich das Umlaufgas mit dem frischen Reduktionsgas.
  • Sollte durch die herrschenden Betriebsbedingungen das sich bildende Gasgemisch nicht die für einen zügigen Ablauf des Reduktionsprozeses günstige Temperatur haben, so wird über eine oder mehrere Sauerstoff-Zuführungsleitungen 33a kontrolliert zusätzlicher Sauerstoff zugeführt, Heine partielle Verbrennung und damit die gewünschte Temperaturerhöhung des Gasgemisches zu erzielen.
  • Die Einrichtung 3 zum Kühlen sowie zum Abtrennen von Wa5serdampf und Kohlensäure aus dem Abgas des Prozesses erhält ein Gichtgas 16 aus dem Staubabscheider 17 zugeführt, das entsprechend vorgereinigt ist. Der mitgeführte Staub 18 wird entweder entfernt oder dem Prozeß an geeigneter Stelle wieder zugeführt. Das vom Staub gereinigte Gichtgas 16 gelangt aus dem Staubabscheider 17 mit einer Temperatur von ca. 2000C in den Wärmeaustauscher 19 zur Abtrennung des Wasserdampfes, wo es in die Strecke der eigentlichen Abtrennung der Kohlensäure einströmt. Die Kohlensäureaustreibung geschieht im wesentlichen in dem Absorber 26, in dem die Kohlensäure in an sich bekannter Weise mit einer Flüssigkeit ausgewaschen wird. Das hierbei entstehende C02 tritt aus der Apparatur 21 bei 22 aus und Ablagerungen werden bei 23 ausgetragen.
  • Die für das Austreiben der Kohlensäure erforderlichen Wirkstoffe bestehen aus flono-Äthanol-Amin oder auch aus einer Pottasche-Lösung. Diese Waschflüssigkeit nimmt im Wärmeaustauscher 19 Gichtgaswärme des Gichtgases 16 auf und gibt diese im Kühler 25 wieder ab. Der so gebildete Kreislauf 28 schließt sich über den Absorber 26, die Pumpe 27 wiederum im Wärmetauscher 19. Dabei wird das im Absorber 26 abgetrennte C02 in der Apparatur 21 abgetrieben, wobei die Waschflüssigkeit im Kreislauf 28 im steten Umlauf gehalten ist.
  • Das aus dem Wärmeaustauscher 19 stammende Kondensat 29 wird abgeführt. Bei Bedarf besteht die Möglichkeit, das wasserfreie Gichtgas anderen Verbrauchern zuzuführen. Beispielsweise kann dieses als Eraftgas 30 in anderen Anlagen zum Einsatz kommen. Das Gichtgas 16, nunmehr als Umlaufgas 31 bezeichnet, verläßt den Absorber 26 und gelangt unter der Wirkung des Umlaufgebläses 32 wieder in die Prozeßstrecke 4.
  • Die Einrichtung 2 zur Erzeugung von Reduktionsgas befindet sich nicht innerhalb des Xreislaufes (4, 31), sondern stellt oine getrennte Anlage dar. Diese Anlage erhält Sauerstoff und Wasserdampf (A) beispielsweise unter dem Druck von 0,9 atü und den Kohlenstoffträger (B) sowie den gasförmigen Kohlenwasserstoff Co) zugeführt. In der für den Prozeß als am günstigsten beschriebenen Mischung trifft das ReduRtionsgas 33 unterhalb des Bereiches 10 mit dem im Bereich 14 bzw.
  • dem Bereich 11 vorgewärmten Umlauf gas 31 unter einer Temperatur von ca. 1400°C oder weniger in geeignetem Mischungsverhältnis zusammen. Das Umlaufgas 31 gelangt unterhalb des Bereiches 14 zur Abkühlung des Ofeneinsatzes in den Reduktionsofen 1 und erwärmt sich demnach, währenddem der Ofenaustrag abkühlt.
  • Daraus ergibt sich die gewünschte Reaktionstemperatur von etwa 9000 bis 1000°C, Jeweils knapp unterhalb der Erweichungstemperatur der Gangart des Erzeinsatzes liegend.
  • Das 80 mit dem Umlaufgas 31 auf geeignetem wärmetechnischen Energieniveau befindliche Reduktionsgas strömt in einer Heißgasringleitung (nicht gezeichnet) durch mehrere Düsen in den Ofen 1 unterhalb des Bereiches 10. Unter Umständen erscheint auch ein System von Querbalken zweckdienlich, das Reduktionsgas in mittlere Bereiche des Ofenquerschnittes einzuführen.
  • Das Reduktionsgasgemisch steigt langsam nach oben. In den verschiedenen Reduktionsstufen werden Kohlenoxid und Wasserstoff durch den Erzsauerstoff teilweise zu Kohlensäure und Wasserdampf oxydiert.
  • Das Reduktionsgas 33 wärmt ferner in den Bereichen 8 und 9 die Erz- und Kalksteinbeschickung auf, wie dies an und fiir sich bekannt ist. Die gesamte Anlage ist mit entsprechenden Meßeinrichtungen versehen, die einen+vollkommen automatisch gesteuerten Ablauf der Eisenschwammerzeugung gestatten.
  • Ein solcher kontinuierlicher Ablauf stellt eine besonders geeignete Verfahrensstufe bezüglich der Eingliederung in ein vollautomatisches, integriertes Hüttenwerk dar.
  • Die Erfindung gestattet aufgrund der neuen Verfahrensweise mit ausgewählten energiereichen Gasen, deren Volumina entsprechend geringer bleiben gegenüber bekannten Verfahren, die ein stickstoffbehaftetes Spalt gas benutzen, die Erzeueung von Eisenschwamm mit geringerem Energieverbrauch. Die Energiebilanz stellt sich gegenüber mindestens 3,5 Mio kcal pro t Fe für größere Einheiten auf nur etwa 2,5 Mio kcal/t Fe, wodurch eine besonders hohe Wirtschaftlichkeit bei hohem Reduktionsgrad sichergestellt ist. Insbesondere gestattet der Reduktionsablauf unter Gasdrücken von 1 bis 3 oder mehr atü eine günstige Ausnutzung des Reduktionsgases und des Schachtofenvolumens. Ferner besteht der Vorzug, die gewünschte Gasspaltung in der Erzeugungseinrichtung 2 unter Druck ablaufen zu lassen, was insbesondere die Bildung des Reduktionsgases 33 begünstigt.
  • In Betracht gezogene Druckschriften: "Radex-Rundschau", Jahrgang.1966, lieft 5, Seiten 280 bis 290 DP 872 952

Claims (11)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zum Direktreduzieren von stückigen Eisenerzen, Pellets, Agglomeraten und dergleichen im Schachtofen mit Hilfe eines Reduktionsgases, das durch Gleichstrom-Vergasung eines festen Kohlenstoffträgers mit technisch reinem Sauerstoff erzeugt, dem Schachtofen unterhalb seiner Reduktinnszono zugeführt, im Kreislauf regeneriert und als Umlaufgas am unteren Ende des Schachtofens diesem wieder zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergasung des festen Kohlenstoffträgers unter Zusatz von wasserstoffabgebenden, gasförmigen Kohlenwasserstoffen und von Wasserdampf erfolgt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als fester Kohlenstoffträger Kohlenstaub und als wasserstoffabgebender gasförmiger Kohlenwasserstoff Methan (CH4) verwendet werden.
  3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der beim Gaserzeugen eingebrachte Sauerstoff unter Druck zugeführt und gleichzeitig der Reduktionsraum druckdicht gehalten wird.
  4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoff unter einem Atmosphären-Vberdruck von 1 bis 3 atü zugeführt wird.
  5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Druckerzeugung der Druck des von der Luftzerlegungsanlage kommenden Sauerstoffes verwendet wird.
  6. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß staubförmige Kohlenstoffträger inJektorartig in den Vergasungsmittelstrom eingeführt werden.
  7. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichaet, daß das Gemisch aus Umlaufgas und frischem Reduktionsgas vor Beginn des Reduktionsprozesses mit zusätzlichem Sauerstoff versetzt und einer partiellen Verbrennung unterworfen und dadurch die Gastemperatur auf den für einen zügigen Ablauf des Reduktionsprozesses erforderlichen Wert erhöht wird.
  8. 8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Sauerstoff über den gesamten Querschnitt des Schacht ofens in feinverteilter Form zugeführt wird.
  9. 9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gastemperatur durch kontrollierte Zufuhr des zusätzlichen Sauerstoffes nach der partiellen Verbrennung auf einen Wert von 8000 - 12500C, vorzugsweise 900° -11500O, erhöht wird.
  10. 10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die unter erhöhtem Druck in einem Zwischenbehälter gehaltene Staubkohle durch eine oder mehrere Öffnungen in die den Vergasungsmittelstrom führende Leitung einspeisbar ist. 1
  11. 11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Reduktionsofen am Eingang und am Ausgang jeweils mit einer Druckschleuse (5, 13) versehen ist.
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