DE972499C

DE972499C - Vergasung von Brennstoffen in Verbindung mit der Verhuettung von Erzen

Info

Publication number: DE972499C
Application number: DE1949972499D
Authority: DE
Inventors: Hans Dr-Ing Just
Original assignee: Ruhrgas AG
Current assignee: EOn Ruhrgas AG
Priority date: 1949-05-20
Filing date: 1949-05-20
Publication date: 1959-07-30

Description

Vergasung von Brennstoffen in Verbindung mit der Verhüttung von Erzen Die Gewinnung des für die öffentliche Versorgung geeigneten Starkgases erfolgt in der Regel durch trockene Destillation der Steinkohle in außenbeheizten Retorten und Kammern bei etwa rooo-- C in Gaswerken und in weit größerem Umfang in Kokereien. Beim Kokereibetrieb ist das Hauptprodukt ein für die Erzverhüttung brauchbarer Koks, während das Starkgas mit einem oberen Heizwert von 4000 bis 5ooo kcal/m3 als Nebenerzeugnis anfällt. Auf Koksofengas beruht heute in Deutschland die Ferngasversorgung.
Es ist auch bekannt, feste Brennstoffe in Drehrostgeneratoren mit Sauerstoff und Wasserdampf unter einem Druck von 5 bis 5o atü zu vergasen. Dabei sind Heizwerte bis zu 4000 kcal/m3 und bei Verwendung von besonders geeigneten Braunkohlen auch darüber hinausgehende Heizwerte erzielbar. Ein Nachteil dieser Druckgaserzeuger besteht darin, daß sie von nichtbackenden Brennstoffen abhängig sind und wegen des teuren Sauerstoffs hohe Gaserzeugungskosten ergeben.
Die Erfindung zeigt einen neuen, von der Backfähigkeit des Brennstoffs unabhängigeren und wirtschaftlicheren Weg zur Gewinnung eines für die öffentliche Versorgung unmittelbar geeigneten Starkgases durch Brennstoffvergasung mit Sauerstoff und Wasserdampf unter einem Druck von 5 bis 5o atü und besteht darin, daß die Brennstoffvergasung in einem Schachtofen unter gleichzeitiger Verhüttung ,von Erzen und Gewinnung von flüssigem Metall, insbesondere Eisen, erfolgt, wobei es allein auf die Zuführung des erforderlichen Wasserdampfs ankommt.
Die gleichzeitige Gaserzeugung und Erzverhüttung in drucklos betriebenen Schachtöfen ist an sich bekannt. Sie ergibt aber heizwertärmere Gase als die Gaserzeugung ohne gleichzeitige Erzverhüttung, wie z. B. ein Vergleich der Heizwerte der Gase eines Abstichgenerators und eines Hochofens zeigt. Es war daher zu erwarten, daß bei einem nach einem bekannten Vorschlag mit Verflüssigung der Schlacke betriebenen Druckgaserzeuger sowohl durch die in der Schmelzzone sich bildenden großen Mengen wassergasähnlicher Gase als auch durch die bei drucklosen Abstichvergasern an sich bekannte gleichzeitige Verhüttung von Erzen eine Erniedrigung des Heizwertes der erzeugten Gase eintreten würde. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß sich dies vermeiden läßt, wenn erfindungsgemäß der Wasserdampf ganz oder zum wesentlichen Teil oberhalb der Schmelzzone eingeblasen wird, wodurch der Anteil des auswaschbaren CO,-Gehaltes des erzeugten Gases und die Methanbildung so groß sind, daß nach der Befreiung des Gases von seinem CO,-Gehalt ein Starkgas anfällt, das ohne zusätzliche Karburierung oder Methanisierung für die öffentliche Versorgung geeignet ist. Die gleichzeitige Gewinnung des Metalls erhöht die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens und der Verwendung des teuren Sauerstoffs.
Der normalerweise bei der Verhüttung von Erzen nicht übliche Zusatz von Wasserdampf ist wesentlich, da bei Fehlen von Wasserdampf nur geringe Methanmengen gebildet werden können. Andererseits bewirkt ein hoher Wasserdampfzusatz zum Sauerstoff in der Schmelzzone des Schachtofens eine unerwünscht starke Wassergasbildung, die durch ihren Wärmeverbrauch das Erreichen der für den Schmelzprozeß erforderlichen hohen Temperatur verhindern würde. Es ist daher erforderlich, daß auf die Anwendung von größeren Mengen von Wasserdampf als Verdünnungsmittel für den in die Schmelzzone eingeführten Sauerstoff verzichtet wird und daß die Wasserdampfzugabe im wesentlichen oberhalb der Schmelzzone erfolgt.
Außerdem kann auch Kohlendioxyd zugesetzt werden. Zweckmäßig werden der Sauerstoff, der Wasserdampf und das Kohlendioxyd vorgewärmt bzw. überhitzt. Es gelingt so, ein im wesentlichen aus Kohlendioxyd, Kohlenoxyd, Wasserstoff und Methan zusammengesetztes Gichtgas zu erhalten, das je nach Höhe des angewendeten Druckes einen etwa zwischen 5 und 2o"[, liegenden Methangehalt besitzt.
Die bei der Methanbildung frei werdende Wärme wird im Prozeß selbst ausgenutzt und führt zu einer Ersparnis an Sauerstoff.
Außer stückigem Brennstoff kann mit Vorteil feinkörniger oder staubförmiger Brennstoff, z. B. Kohlenstaub, Braunkohle, Torf, Schwelkoks usw., verwendet werden, der mit gemahlenem Erz u. dgl. gemischt und brikettiert worden ist. Die für die Gewinnung eines Gichtgases mit hohem Heizwert erforderliche Methanbildung kann weiter dadurch erhöht werden, daß man der Beschickung des Schachtofens Katalysatoren zusetzt, die die Methanbildung begünstigen. Häufig wird es zweckmäßig sein, den Katalysator gemeinsam mit dem zur Verarbeitung kommenden Erz und dem Brennstoff zu brikettieren.
Als Katalysatoren, die die Methanbildung begünstigen, sind Nickel, Kobalt, Eisen sowie andere hydrierend wirkende Metalle und Legierungen sowie deren Oxyde oder Salze, die in der Wärme leicht zu Oxyden zerfallen, bekannt. Ferner ist bekannt, daß die Methanbildung durch Zugabe von Alkali oder Erdalkalicarbonat, -oxyd oder -hydroxyd, gegebenenfalls unter Zusatz von Schwermetallverbindungen, wesentlich gefördert wird.

Claims

PATRNTANSPRÜCIiR: i. Vergasung von Brennstoffen in Verbindung mit der Verhüttung von Erzen, die vorzugsweise als Briketts aus Erz mit Brennstoff aufgegeben werden, in einem Schachtofen bei einem Druck von etwa 5 bis 5o atü mittels Sauerstoff und Wasserdampf, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Gewinnung eines unmittelbar für die öffentliche Versorgung geeigneten Starkgases der Wasserdampf ganz oder zum wesentlichen Teil oberhalb der Schmelzzone eingeblasen wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Kohlendioxyd eingeblasen wird.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Sauerstoff und/oder Wasserdampf und/oder Kohlensäure vorerhitzt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. igi o26, 217 157, 517 735, 573 11:2, 592 223, 602 463, 605 313, 745 o69; Das Gas- und Wasserfach, 1941, S. 28, 549 bis 552; 1947, S. 12g bis 134; Stahl und Eisen, 1936, S. ioo6/ioo7; 1948, S. 191; Gumz, Kurzes Handbuch der Brennstoff- und Feuerungstechnik, 1942, S. 414[415, The Iron and Coal Trades Review, 1948, S. 1173 bis 1177; 41 SC Report of the Point Research Committee of the Institution and Leeds University, Publication No. 167/56 of the Institution of Gas Engineers vom 2. 11. 1937, S. 37 bis 39.