DE3021994A1

DE3021994A1 - Verfahren zur roheisenerzeugung im hochofen

Info

Publication number: DE3021994A1
Application number: DE3021994A
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl.-Ing. Dr. 5628 Heiligenhaus Wetzel
Original assignee: Krupp Koppers GmbH
Current assignee: Krupp Koppers GmbH
Priority date: 1980-06-12
Filing date: 1980-06-12
Publication date: 1981-12-24
Also published as: DD159349A5; JPS5726111A

Description

Die Entwicklung der Hochofentechnik der letzten Jahrzehnte war durch eine erhebliche Steigerung der Einheitsleistung sowie durch eine starke Verminderung des Koksbedarfes pro Tonne Roheisen gekennzeichnet. Diese Entwicklung wurde vor allem durch den Einsatz von sogen. Austauschbrennstoffen anstelle von Koks ermöglicht. Hierbei haben sich insbesondere der Einsatz von Heizöl und Erdgas bewährt, die über die Blasformen in den Hochofen eingeblasen werden. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, die Kohle selbst als Austauschbrennstoff ίϋτ den Koks einzusetzen. In der Praxis hat sich jedoch die Kohleinjektion in des Hochofen als apparativ relativ kompliziert und störanfällig sowie im Bezug auf die genaue Dosierung als schwierig erwiesen. Verfahren, die mit Kohle als Austauschbrennatoff arbeiten, haben sich deshalb bisher gegenüber Verfahren, bei denen der Austauschbrennstoff in flüssiger oder gasförmiger vorliegt, nicht durchsetzen können. Wegen der guten Dosierbarkeit und des relativ günstigen Preises hat vor allem das schwere Heizöl lange Zeit eine weitverbreitete Anwendung als Austauschbrennstoff gefunden. Die veränderte Energie situation führte aber in neuerer Zeit zu einer stetigen Verteuerung und Verknappung des schweren Heizöles sowie aller anderen Erdölprodukte. Gleiches gilt, wenn auch in eingeschränktem Masse, zur das Erdgas.

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KRUPP-KOPFERS GMBH, Moltkestraase 29, 4300 Essen 1

Verfahren zur Roheisenerzeugung im Hochofen. %

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Roheisenerzeugung im Hochofen unter weitgehender Verminderung des spezifischen Kohlebedarfee durch Einsatz von Kohle als Auetauschbrennstoff.

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Um unter Verzicht auf den Einsatz von Erdölprodukten bzw. Erdgas den Koksbedarf niedrig und die Leistung der Hochöfen gleichzeitig •jaüf hohem Niveau zu halten, sind deshalb in Zukunft alternative

f -Brennstoffe auf der Basis der noch langfristig verfügbaren Kohle Tals Austauschbrennstoffe heranzuziehen. Bei der Betrachtung der

^möglichen Alternativen kommt der Betriebssicherheit der eingesetzten Verfahren wegen der erforderlichen kontinuierlichen Versorgung ⁵der Hochöfen jedoch eine besondere Bedeutung zu. Der Einsatz von

fKohle in fester Phase als Austauschbrennstoff scheidet deshalb wegen *der weiter oben angedeuteten Schwierigkeiten aus. Es ist vielmehr ' anzustreben, dass die Kohle in flüssiger Phase zum Einsatz gelangt, so dass eine gute Dosierbarkeit und Handhabbarkeit gegeben ist und "gleichzeitig die bereits vorhandenen Einrichtungen der öleinblasiechnik weiterbenutzt werden können.

Erfindungsgemäss wird die gestellte Aufgabe bei einem Verfahren (der eingangs beschriebenen Art dadurch-gelöst, dass die feinkörnige bis staubförmige Kohle in Form einer Methanol-Kohle-Suspension zur Anwendung gelangt, deren Kohlegehalt zwischen 30 und 7öGew.-% [beträgt und wobei 50 bis 300 kg Methanol-Kohle-Suspension je Tonne Roheisen in den Hochofen eingeblasen werden.

Der Begriff Methanol-Kohle-Suspension bedeutet dabei, dass die feinkörnige bis staubförmige Kohle in flüssigem Methanoi suspendiert wird. Da dieses Methanol aus durch Vergasung von Kohle gewonnenem Synthesegas nach entsprechender Gasbehandlung und katalytischer Umsetzung in an sich bekannter Weise erzeugt werden kann, wird beim erfindungsgemäss en Verfahren letztlich nur Kohle als Austauschbrennstoff benötigt.

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Die Methanol-Kohle-Suspension kann hierbei unter weitgehendem Beibehalten der öleinblastechnik über Dosierpumpen und gekühlte Düsenstöcke in die Blasformen des Hochofens eingeleitet werden. .Vorzugsweise beträgt die eingeführte Menge der Me thanol-Kohle-Suspension 100 bis 200 kg je Tonne Roheisen.

Für die Herstellung der Methanol-Kohle-Suspension wird normalerweise Feinkohle mit einer Körnung kleiner als 0, 5 mm, vorzugswei-: se 90 % kleiner als 9OjU,, verwendet. Da, was in der Regel dei· Fall sein wird, das benötigte Methanol durch Kohlevergasung gewonnen wird, kann die Mahlanlage der Kohlevergasungseinrichtung mit zur Gewinnung der für die Herstellung der Me thanol-Kohle-Suspension erforderlichen Feinkohle herangezogen werden. Ebenso ist es ,sinnvoll, wenn die Suspension in der Kohle ve rgasungsanlage hergestellt und über eine Rohrleitung zum Hochofenwerk gepumpt wird. [Natürlich ist es bei Vorliegen besonderer Umstände aber auch mög-[lieh, dass die Methanol-Kohle-Suspension erst im Bereich des Hüttenwerkes hergestellt wird. Daa gilt insbesondere dann, wenn preis-/günstiges Methanol aus einer beliebigen anderen Quells als der Kohlst iivergasung zur Verfügung steht.

In der Abbildung ist ein Fliese-Schema dargestellt, das die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens für den Fall erläutert, bei dem das benötigte Methanol durch Kohlevergasung gewonnen wird* Die einzelnen Verfahrens stufen werden dabei in an aich bekannter "Weise nach bereits zum Stande der Technik gehörenden Verfahren durchgeführt, so dass hier auf eine eingehendere Erläuterung verzichtet werden kann.

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Die erforderliche Kohle wird aus dem Vorratsbunker 1 abgezogen und gelangt zunächst in die Mahl- Trockenanlage 2, in der die erforderliche Aufmahlung und gleichzeitige Trocknung der Rohkotile '\ • rfolgt. Der für die Methanolerzeugung benötigte Anteil der dafoei * anfallenden Feinkohle wird sodann in den Vergaser 3 eingeleitet > lind dort unter an sich bekannten Bedingungen einer Vergasung £p?r- 'V * tialoxydation) unterworfen. Hierfür kann vorteilhafterweise eine Sogen. Flugstromvergaaung nach denn Koppers -Totzek-Verfahren % , angewandt werden. Es ist aber auch möglich, jedes andere beleannte ₍ ^ Festbett-, Wirbelbett - oder Flugstromvergasungsverfahreii einzusetzen, soweit aus dem erzeugten Fartialoxydationsrohgas durcJh ^

geeignete Gasbehandlung das erforderliche Synthesegas für die Ivletha- -'*"-· liolsynthese hergestellt werden kann. Das aus dem Vergaser 3 austretende Rohgaa wird bei 4 einer Rohgas reinigung unterworfen, die φ ich natürlich nach der Gaszusammensetzung richtet. Hierbei werden die Feststoffe aus dem Gaa durch eine Wäsche abgeschieden. 'iBa kann aber auch zusätzlich eine trockene Gasreinigungsstufe, B.B. Zyklon oder dergl., vorgesehen sein. Nach entsprechender Verdichtung gelangt das Rohgas in die Entschwefe lungs einrichtung 5. In der durch chemische und/oder physikalische Wäschen die gasförmigen Schwefelverbindungen aus dem Gas entfernt werden. Nach der Entschwefelung wird das Gas bei 6 einer katalytischen Konvertierung und CO -Wäsche unterworfen, wodurch das für die Methanol:yixthese erforderliche H /CO bzw.- H/00 + CO - Verhältnis im Gas eingestellt wird. Nachdem das CO bis auf den gewünschten Endgeha.lt aus dem Gas ausgewaschen worden ist, erfolgt die Verdichtung des Gases bis auf ca. 70 bis 100 bar. Mit diesem Druck wird das Synthesegas dem Synthese reaktor 7 zugeführt. Ein Teil des Gases reagiert am Katalysator zu Rohmethanol. Dieses wird aus dem Gaskreislauf

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durch Kondensation abgeschieden und zur Weiterbehandlung der Destillationsanlage 8 zugeführt.

Soweit das erzeugte Methanol zur Herstellung der Methanol-Kohle-Suspension verwendet werden soll, kann auf eine Destillation des Rohmethanols ganz oder teilweise verzichtet werden. Das Rohmethanol wird dabei in die der Herstellung der Methanol-Kohle- UV"^ & Suspension dienenden Rühreinrichtung 9 eingeführt. In diese wird UlLi^{i Ji auch der hinter der Mahl-Trockenanlage 2 abgezweigte, nicht zum ft\ ⁵" , * Vergaser 3 gelangende Teilstrom der Feinkohle eingeleitet. Die * -*% ^'

Herstellung der Suspension erfolgt durch intensives Rühren, gegebe- ,-·* ,,K

ti κ henfalls unter Anwendung üblicher Verfahren zur Stabilisierung von Suspensionen (Ultraschall, Zusatz von oberflächenaktiven Stabilisa- "*- **> toren). Anschliessend wird die Methanol-Kohle-Suspension über eine Rohrleitung dem Hochofenwerk 10 zugeführt. Dort kann die %_

Suspension von einem Zwischenbehälter mit Rühreinrichtung in eine ;Ringleitung gepumpt werden, aus der sie über Dosierpumpen den wassergekühlten Brennerlanzen in den einzelnen Blasformen des Hochofens zugeführt wird.

Es zeigt sich also, dass man bei Anwendung des erfindungsgemässen ' Verfahrens auf den Einsatz von Erdölprodukten als Austauschbrennstoff verzichten kann, ohne dass hierbei die Vorteile des Arbeitens mit einer flüssigen Phase aufgegeben v/erden müssen. Eingehende Wirtschaftlichkeitsberechnungen haben ergaben, dass das erfindungsgemässe Verfahren zumindest die gleiche "WWirtschaftlichkeit aufweist wie der Einsatz von sogen. Reduktionsgas.

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Claims

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Patentansprüche :

1.) Verfahren zur Roheisenerzeugung im Hochofen unter weitgehender Verminderung des spezifischen Koksbedarfes durch Einsatz von Kohle als Austauschbrennstoff, dadurch gekennzeichnet, dass die feinkörnige bia staubförmige Kohle in Form. - einer Methanol-Kohle-Suspension zur Anwendung gelangt, de- ' "' :"'- - -- ren Kohlegehalt zwischen 30 und 70 Gaw. -% beträgt und wobei

■ 50 bia 300 kg Methanoi-Kohle-Suspension je Tonne Roheisen '■' _L in den Hochofen eingeblasen werden.

I₁, 2.) '".Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise 100 bis 200 kg Methanol-Kohle-Suspension je ,Tonne Roheisen in den Hochofen eingeblasen werden.

3.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Methanol-Kohle-Suspension über Dosierpumpen , und gekühlte Düsenstöcke in die Blasformen des Hochofens ge-V; führt wird.

4.) ' ,Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennze ich-, net, dass für die Herstellung der Methanol-Kohle-Suspension -,Feinkohle mit einer Körnung kleiner als 0, 5 mm, vorzugs-.weise 90 % kleiner als 90/c, verwendet wird.

5.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das für die Herstellung der Methanol-Kohle-Suspension benötigte Methanol in einer Kohlevergasungsanlage erzeugt und die Suspension dort hergestellt und über eine Rohrleitung zum Hochofen gepumpt wird.

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6.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Methanol-Kohle-Suspension im Bereich den Hüttenwerkes hergestellt wird.

7.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,, dass für die Herstellung der Methanol-Kohle-Suspension

.'j ' ''-,' , ·-" " jranz oder teilweise'das,aus dem Gaskreislauf des Syntheserea-- ^:, " ' - tors durch Kondensation abgeschiedene Rohmethanol verwendet

'- wird. "

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