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Die Erfindung betnfft ein Verfahren zur Herstellung von flüssigem Roheisen oder Stahlvorprodukten aus eisenoxidhältigen Einsatzstoffen und gegebenenfalls Zuschlagstoffen, vorzugsweise jeweils in Stuck- und/oder Pelletform, wobei die eisenoxidhältigen Einsatzstoffe in der Reduktionszone eines Reduktionsreaktors zu Eisenschwamm direkt reduziert werden, und der Eisenschwamm in der Einschmetzvergasungszone eines Einschmelzvergasers unter Zufuhr von zumindest teilweise aus Feinkohle und Kohlestaub gebildetem kohlenstoffhaltigen Material und sauerstoffhältigem Gas erschmolzen wird, wobei ein CO- und H2-hältiges Generatorgas erzeugt wird, welches nach einer Entstaubung als Reduktionsgas in die Reduktionszone eingeleitet, dort teilweise umgesetzt, als Topgas aus der Reduktionszone abgezogen, gereinigt, und als Exportgas einem Verbraucher zugeführt wird,
sowie eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens
Bei Verfahren der obengenannten Art besteht ein Problem darin, dass beim Zuführen von feinteilchenförmigem kohlenstoffhaltigem Material, wie Feinkohle und Kohlestaub, in einen Ein- schmelzvergaser, das feinteilchenförmige kohlenstoffhaltige Material aufgrund der im Einschmelz- vergaser vorherrschenden Gasgeschwindigkeiten sofort wieder aus diesem ausgetragen wird.
Dies trifft in gleichem Mass für feinteilchenförmiges Erz zu Um dies zu verhindern, wurde beispielsweise in der AT-401 777 B vorgeschlagen, Kohlenstoffträger gemeinsam mit Feinerz und/oder Erzstaub mittels Staubbrennem in den Einschmelzvergaser einzubringen und zwar in dessen unteren Bereich Hierbei kommt es zu einer unterstöchiometrischen Verbrennung der Kohlenstoffträger Nachteilig ist dabei, dass die Kohlenstoffträger keinen Beitrag zum Aufbau eines aus festen Kohlenstoffträgern gebildeten Bettes im Einschmelzvergaser leisten können.
Es ist weiters bekannt, einem Einschmelzvergaser in dessen oberen Bereich feinteilchen- förmige Kohle zuzuführen, wobei die feinteilchenförmige Kohle zu Koks umgesetzt wird, der Koks mit dem Reduktionsgas ausgetragen und vom Reduktionsgas abgeschieden wird und an- schliessend gemeinsam mit feinteilchenförmigem Material dem Einschmelzvergaser über einen Brenner zugeführt wird. Hierbei wird jedoch ebenfalls nichts zum Aufbau eines aus kohlenstoff- hältigem Material gebildeten Bettes beigetragen.
Ein solches Bett wird üblicherweise mittels stuckiger Kohle gebildet. Aufgrund der Entwicklung am Kohlemarkt, welcher weitgehend durch die Anforderungen von Kohlekraftwerksbetreibem und Hüttenwerken bestimmt wird, kann es vorkommen, dass bevorzugt Feinkohle für die Kohlestaub- brenner, Kokereien und sonstige metallurgische Verfahren angeboten wird. Früher übliche Rost- feuerungen, welche den Einsatz stückiger Kohle erforderten, spielen am Markt der Kohlever- braucher nur mehr eine untergeordnete Rolle.
Dies hat dazu geführt, dass der Feinanteil der am Markt verfügbaren Kohlen einen erheblichen Umfang angenommen hat, welcher in einer Grössen- ordnung von 50 bis zu 70 % liegt
Bei einem obengenannten Verfahren ist es erforderlich, Kohlen einzusetzen, welche einen definierten Kornbereich, üblicherweise 5 bis 40 mm, aufweisen Der Hauptteil der am Markt verfügbaren Kohlen kann wegen zu geringer Korngrössen nicht eingesetzt werden.
Darüber hinaus müssen die eingesetzten Kohlen eine geeignete Zusammensetzung hinsichtlich ihres Gehaltes an flüchtigen und nichtflüchtigen (Cfix) Komponenten aufweisen
Niederwertige Kohlen, also solche mit hohem Gehalt an flüchtigen Komponenten, sind bisher als ungeeignet angesehen worden, da, um die bei der Aufgabe in den Einschmelzvergaser austretenden Kohlenwasserstoffe zu zersetzen, die Temperatur im oberen Bereich des Einschmelzvergasers nicht ausreicht bzw eine höhere Temperatur als bisher erforderlich ist Beim Einsatz von Kohlen mit hohem Inkohlungsgrad, also mit niedrigem Gehalt an flüchtigen Komponenten, ist eine hinreichende Versorgung des Erzreduktionsprozesses mit im Einschmelz- vergaser gebildetem Reduktionsgas nicht sichergestellt.
Die Erfindung stellt es sich zur Aufgabe, die Schwierigkeiten bei der Bereitstellung stückiger Kohle zu umgehen und auch Kohlen mit einem bislang unzulässigen Gehalt an flüchtigen Komponenten für ein oben genanntes Verfahren einsatzfähig zu machen. Gleichzeitig soll durch Einsparungen beim Kohle- und Sauerstoffbedarf die Wirtschaftlichkeit gegenüber dem bisherigen Verfahren verbessert werden
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass für den Einsatz vorgesehene Feinkohle und Kohle- staub, welche jeweils einen hohen Anteil an fluchtigen Komponenten aufweisen, einer Teilent- gasung unterzogen werden und anschliessend heiss brikettiert werden,
wobei Teerkomponenten der Kohle als Binder verwendet werden und wobei die gebildeten Briketts in noch erwärmtem Zustand
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im Einschmelzvergaser eingesetzt werden
Aus der AT-376 243 B ist ein Verfahren bekannt, bei welchem als Kohleeinsatz Steinkohle verwendet wird, welche vor dem Einbringen in den Einschmelzvergaser in einem Herdofen verkokt wird und die verkokte Kohle mit ihrer fühlbaren Wärme in den Einschmelzvergaser eingebracht wird Dies führt jedoch zum Einsatz einer entgasten Kohle mit einem zu niedrigen Gehalt an flüchtigen Komponenten, so dass die Reduktionsgasversorgung eines Erzreduktionsprozesses nicht ausreichend ist Die AT-376 243 B schlägt weiters vor, den bei der Verkokung anfallenden Feinanteil zu brikettieren und in den Einschmelzvergaser einzusetzen.
Wegen der bei der Verkokung herrschenden Temperaturen (600 bis 1000 C enthalt der Koks allerdings keine oder kaum mehr Teerkomponenten, so dass dieser Koks ohne den Einsatz eines Bindemittels nicht bnkettierbar ist. Weiters stehen für den Reduktionsschacht keine aus Teerkomponenten gewonnenen Reduktanten zur Verfügung Erfindungsgemäss wird dieses Problem dadurch umgangen, dass die Entgasung der Feinkohle nur zum Teil erfolgt, so dass die teilentgaste Kohle für den Einsatz im Einschmelzvergaser noch ausreichend flüchtige Komponenten enthält.
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren ist es erstmals möglich, niederwertige Feinkohlen mit einem hohen Gehalt an flüchtigen Komponenten für ein kombiniertes Reduktions- und Schmelzreduktionsverfahren einsatzfähig zu machen, indem diese stärker entgast werden, weiters ist es durch den Einsatz der Brikettierung in heissem Zustand ausserdem möglich, Feinkohlen in das Verfahren einzusetzen, wodurch insgesamt leichter verfügbare und billigere Kohlen verwendet werden können.
Da die gebildeten Kohlebriketts unter Ausnutzung ihres Wärmeinhaltes aus der Brikettierung in den Einschmelzvergaser eingesetzt werden, trägt dies positiv zur Energiebilanz des Gesamt- verfahrens bei und resultiert in verringertem Bedarf an Kohle und sauerstoffhältigem Gas. Allenfalls kann eine geringfügige Abkühlung der Briketts erfolgen, so dass sie eine ausreichende mechanische Stabilität aufweisen
Zusätzliche Einsparungen an Kohle und sauerstoffhältigem Gas (üblicherweise Luft und/oder technischem Sauerstoff) ergeben sich dadurch, dass wegen des geringeren Austretens flüchtiger Komponenten eine geringere Temperatur im oberen Bereich des Einschmelzvergasers zu deren Zersetzung erforderlich ist Diese Temperaturabsenkung wird ebenfalls durch verringerten Kohle- und Sauerstoffeinsatz erzielt.
Ein weiterer Effekt der Temperaturabsenkung besteht darin, dass der Oxidationsgrad des Reduktionsgases erhöht wird, dass also der Anteil von CO2 und H2O ansteigt Dadurch ergibt sich eine deutlich bessere Energieausnutzung, verbunden mit Kohle- und Sauerstoffeinsparung
Durch den Einsatz von Kohlebriketts wird in den Einschmelzvergaser Kohle mit im wesentlichen einheitlicher Korngrösse eingesetzt Dies führt zu einer verbesserten Durchgasbarkeit des im Einschmelzvergaser gebildeten Bettes und damit wiederum zu einem verringerten Kohle- und Sauerstoffbedarf und insgesamt zu einer Stabilisierung der Produktqualität.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens werden die gebildeten Briketts vor ihrem Einsatz im Einschmelzvergaser einer Nachentgasung unterzogen.
Besonders bei der Verwendung von niederwertigen Kohlen mit sehr hohem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen ist es vorteilhaft, den Gehalt der Briketts an Teerkomponenten noch weiter zu verringern.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform werden Feinkohle und Kohlestaub aus dem zum Einsatz gelangenden kohlenstoffhaltigen Material abgeschieden und danach der Teilentgasung unterzogen
Beim Abscheiden der Feinkohle und des Kohlestaubes anfallendes stückiges kohlenstoff- hältiges Material wird nach einer bevorzugten Ausführungsform der Nachentgasung unterzogen und dann in den Einschmelzvergaser und/oder direkt, d. h. ohne jede Entgasung, in den Einschmelzvergaser eingesetzt
Durch die Auswahl und Steuerung der Mengenströme an Briketts und nicht brikettiertem, stückigem kohlenstoffhaltigem Material, welche jeweils der Nachentgasung und/oder direkt dem Einschmelzvergaser zugefuhrt werden, ist es möglich, die im Einschmelzvergaser gebildete Reduktionsgasmenge und dessen Qualität, d. h. dessen Reduktionspotential, zu steuern bzw. zu beeinflussen.
Vorzugsweise werden Kohlestaub und Feinkohle mit einer Teilchengrösse kleiner gleich 8 mm
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aus dem kohlenstoffhältigen Material abgeschieden
Nach einer Ausfuhrungsform des erfindungsgemässen Verfahrens werden die Teilentgasung der Feinkohle und des Kohlestaubes bei einer Temperatur unter 600 C, vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 250 C und 380 C durchgeführt
In diesem Temperaturbereich ist sichergestellt, dass keine vollständige Verkokung der Kohle erfolgt, dass also nicht weitgehend alle flüchtigen Bestandteile und Teerkomponenten ausgetrieben werden, sondern dass lediglich der, fur den Betrieb eines Einschmelzvergasers über das zulässige Mass hinausgehende, Anteil an flüchtigen Komponenten aus der Kohle entfernt wird.
Zusätzlich wird die Kohle in ihrer Konsistenz dahingehend verändert, dass sie teilweise plastifiziert und somit einer leichteren Brikettierung zugänglich ist. Die in der Kohle verbleibenden Teerkomponenten erweichen, so dass sie bei der nachfolgenden Bnkettierung als Binder dienen können.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird die Brikettierung der teilentgasten Feinkohle und des teilentgasten Kohlestaubes bei einer Temperatur unter 600 C, vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 240 C und 380 C durchgeführt
In besonders bevorzugter Weise erfolgt die Brikettierung bei der sich durch die Teilentgasung ergebenden Temperatur
Zweckmässigerweise wird dabei also der Wärmeinhalt der Feinkohle und des Kohlestaubs nach der Teilentgasung beim Brikettieren ausgenutzt Es muss keine zusätzliche thermische Energie zum Brikettieren aufgewendet werden
Zweckmässigerweise werden Teerkomponenten aus dem bei der Teilentgasung entstehenden Entgasungsgas abgeschieden und mit der teilentgasten Feinkohle und dem teilentgasten Kohlestaub vermischt
Durch die Verwendung der aus dem Entgasungsgas abgeschiedenen Teerkomponenten als Binder kann bei der Brikettierung auf
einen zusätzlichen Binder gänzlich verzichtet werden
Der Energiebedarf der Teilentgasung wird bevorzugterweise zumindest teilweise durch das bei der Teilentgasung anfallende prozesseigene Gas gedeckt Das bei der Teilentgasung entstehende Gas enthält je nach eingesetzter Kohleart bis zu 30 bis 70% CO, H2 und Kohlenwasserstoffe, ist demzufolge brennbar und kann in vorteilhafter Weise zur Energieerzeugung verwendet werden.
Zweckmässigerweise wird hierbei das bei der Teilentgasung entstandene Gas zumindest teilweise verbrannt und die heissen Verbrennungsgase der Teilentgasung zugefuhrt.
Alternativ dazu werden Sauerstoff und/oder Luft der Teilentgasung zugeführt und die Teilverbrennung des Entgasungsgases gemeinsam mit der Teilentgasung durchgeführt.
Vorteilhafterweise wird die Teilentgasung nach einem Wirbelbettverfahren durchgeführt, also beispielsweise in einem Fliessbettreaktor oder einem Wirbelschichttrockner
Alternativ wird die Teilentgasung nach einem "spouted bed"-Verfahren durchgeführt, wobei die Wahl der Verfahrensart im wesentlichen von den Korngrössen der verwendeten Feinkohle bzw des Kohlestaubs bestimmt ist.
Die Nachentgasung des stückigen kohlenstoffhaltigen Materials und/oder der Briketts wird zweckmassigerweise nach einem Festbettverfahren bei Temperaturen unter 600 C bevorzugter- weise bei Temperaturen zwischen 450 C und 550 "C durchgeführt
Die Temperatur der Nachentgasung wird jedenfalls so gewählt, dass noch keine Verkokung erfolgt, sondern lediglich weitere flüchtige Komponenten aus dem stückigen kohlenstoffhaltigen Materials bzw. den Briketts ausgetrieben werden.
Gemäss einer Ausführungsvanante des erfindungsgemässen Verfahrens wird ein Teilstrom des Exportgases verdichtet, einer CO2-Entfernung unterzogen, erhitzt und dem Reduktionsgasstrom zugeführt.
Durch den Einsatz der teilentgasten Kohle und den daraus resultierenden Kohleeinsparungen kann der Fall eintreten (und zwar abhängig vom Restgehalt an flüchtigen Komponenten nach der Teilentgasung), dass die im Einschmelzvergaser produzierte Reduktionsgasmenge für den Betneb des Reduktionsreaktors nicht ausreichend ist Da das Exportgas noch etwa einen Gehalt von 50 % an Reduktanten aufweist, wird das Exportgas nach einer Verdichtung einer COrWäsche zugeführt. Die erforderliche Reduktionsgastemperatur von etwa 800 C wird durch Erhitzen, beispielsweise zweistufig mittels zunächst indirekter und anschliessend direkter Wärmezufuhr, eingestellt und der solchermassen behandelte Exportgasstrom dem Reduktionsgasstrom und in der Folge dem Reduktionsreaktor zugeführt.
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Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal des erfindungsgemässen Verfahrens wird ein Teilstrom des Reduktionsgases als Uberschussgas abgezweigt, einer Gasreinigung unterzogen und ein Teilstrom des gereinigten Überschussgases verdichtet und als Kuhlgas dem Generatorgas zugeführt wird und ein zweiter Teilstrom des gereinigten Uberschussgases dem Exportgas zugefuhrt
Die Abzweigung und Rückführung von Teilströmen des Uberschussgases dienen der Kontrolle des Prozessdruckes des Reduktions- und des Schmelzreduktionsprozesses
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Anlage zur Herstellung von flüssigem Roheisen und/oder Stahlvorprodukten aus von eisenoxidhältigen Stoffen, und gegebenenfalls Zuschlag- stoffen, vorzugsweise jeweils in Stück- und/oder Pelletform, gebildeten Einsatzstoffen, mit einem Reduktionsreaktor fur eisenoxidhaltige Stoffe, einem Einschmelzvergaser,
einer den Einschmelz- vergaser mit dem Reduktionsreaktor verbindenden Zuleitung für ein im Einschmelzvergaser gebildetes Reduktionsgas, wobei die Reduktionsgas-Zuleitung mit einer Gasreinigungsvorrichtung versehen ist, mit einer den Reduktionsreaktor mit dem Einschmelzvergaser verbindenden Forder- leitung fur das im Reduktionsreaktor gebildete Reduktionsprodukt, mit einer vom Reduktionsreaktor ausgehenden, mit einem Wäscher versehenen Topgas-Ableitung, mit einer Förderleitung für kohlenstoffhaltiges Material, mit in den Einschmelzvergaser mündenden Zuleitungen für sauerstoff- hältige Gase und einem am Einschmelzvergaser vorgesehenen Abstich fur flüssiges Roheisen und flüssige Schlacke
Eine solche Anlage ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Entgasungsreaktor zum teilweisen Entgasen von Feinkohle und Kohlestaub vorgesehen ist,
welchem eine Heissbrikettiereinrichtung zum Brikettieren von teilentgaster Feinkohle und teilentgastem Kohlestaub nachgeschaltet ist, wobei die Heissbrikettiereinrichtung über die Förderleitung mit dem Einschmelzvergaser verbunden ist
Gemäss einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist die Heissbrikettiereinrichtung über eine weitere Förderverbindung mit einem Nachentgasungsreaktor verbunden, wobei der Nachent- gasungsreaktor wiederum mit dem Einschmelzvergaser verbunden ist
Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform ist eine Abscheideeinnchtung zum Abscheiden von Feinkohle und Kohlestaub aus dem zum Einsatz gelangenden kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterial vorgesehen
Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Abscheideeinrichtung über eine Zuleitung fur stückiges kohlenstoffhaltiges Material mit dem Einschmelzvergaser verbunden.
Über eine weitere Zuleitung ist eine Verbindung zwischen der Abscheideeinnchtung und dem Nachentgasungsreaktor hergestellt.
Zweckmässigerweise ist vom Entgasungsreaktor eine Gasleitung fur ein im Entgasungsreaktor entstehendes brennbares Entgasungsgas weggeführt, welche in eine mit dem Entgasungsreaktor verbundene Heizeinrichtung mundet.
In diese Heizeinrichtung mündet zweckmässigerweise auch eine Zuleitung für ein sauerstoff- hältiges Gas, weiters kann die Heizeinrichtung mit einer zusätzlichen Zuleitung fur ein brennbares Gas verbunden sein, welche dann zum Einsatz kommt, wenn die Menge des im Entgasungsreaktor produzierten Entgasungsgases für die Deckung des Energiebedarfs des Entgasungsreaktors nicht ausreichend ist.
Nach einem vorteilhaften Merkmal der erfindungsgemässen Anlage ist dem Entgasungsreaktor eine Misch- und Homogenisierungseinrichtung nachgeschaltet.
In dieser Misch- und Homogenisierungseinrichtung werden teilentgaste Feinkohle und/oder teilentgaster Kohlestaub, sowie gegebenenfalls unbehandelte Feinkohle bzw. Kohlestaub innig vermengt. Kohlenstoffhaltiges Ausgangsmaterial kann ebenfalls unmittelbar der Misch- und Homogenisierungseinrichtung zugeführt werden, wenn dieses sowohl hinsichtlich der Korngrössen als auch des Teergehalts geeignet ist Weiters sind der Misch- und Homogenisierungseinrichtung aus dem Entgasungsgas abgeschiedene Teerkomponenten zuführbar.
Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal ist in der Gasleitung ein Teerabscheider zum Abscheiden von Teerkomponenten aus dem Entgasungsgas angeordnet, wobei abgeschiedene Teerkomponenten der Misch- und Homogenisierungseinrichtung zufuhrbar sind.
Zusammen mit dem Entgasungsgas aus der Kohle ausgetriebene Teerkomponenten sind dadurch in vorteilhafter Weise als gleichsam "prozesseigener" Binder für die Bnkettierung
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einsetzbar
Der Entgasungsreaktor kann in gleichermassen vorteilhafter Weise als Fliessbettreaktor, als Spouted-Bed Reaktor oder als Wirbelschichttrockner ausgeführt sein, der Nachentgasungsreaktor ist in bevorzugter Weise als Festbettreaktor ausgeführt
Zweckmässigerweise zweigt nach der Gasreimgungsvorrichtung von der Reduktionsgas- Zuleitung eine einen Gaswäscher enthaltende Überschussgasleitung ab, welche sich mit der Topgasableitung zu einer Exportgasleitung vereinigt
Eine bevorzugte Ausgestaltungsform der erfindungsgemässen Anlage ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Exportgasleitung über eine Zweigleitung mit der Reduktionsgasleitung verbunden ist Exportgas wird über diese Zweigleitung in den Reduktionsgasstrom und damit in den Reduktionreaktor zurückgeführt
Zweckmässigerweise sind dazu in der Zweigleitung nacheinander ein Verdichter, eine COz-Entfemungseinrichtung. beispielsweise eine Druckwechseladsorptionsanlage, und eine Heiz- einrichtung angeordnet
Um das Exportgas ein weiteres Mal als Reduktionsgas nutzen zu können, muss es zunächst auf einen für den Reduktionsreaktor geeigneten Druck verdichtet, weitgehend von CO2 befreit, sowie auf Reduktionsgastemperatur (etwa 800 C) erhitzt werden Die Heizeinrichtung kann dazu beispielsweise als zweistufige Heizeinrichtung, mit einem ersten Wärmetauscher zum Vorerwärmen als erste Stufe, sowie mit einer weiteren Heizstufe,
deren Wärmeenergie aus einer Teilverbrennung von Exportgas gewonnen wird, ausgeführt sein
Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung Fig. 1 näher erläutert, die eine bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung veranschaulicht
In einen als Schachtofen ausgebildeten Reduktionsreaktor 1, d. h.
in dessen Reduktionszone 2, werden von oben über eine Chargiervorrichtung 3 stückige eisenoxidhältige Einsatzstoffe, wie Erz 4, gegebenenfalls mit ungebrannten Zuschlagstoffen 5, chargiert Der Reduktionsreaktor 1 steht mit einem Einschmelzvergaser 6 in Verbindung, in dem aus Kohlenstoffträgern, welche über eine Förderleitung 7 zugeführt werden, und sauerstoffhältigem Gas, welches über eine oder mehrere Gasleitungen 8 zugeführt wird, ein Reduktionsgas erzeugt wird, welches über eine Reduktionsgas- Zuleitung 9,10 dem Reduktionsreaktor 1 zugeführt wird und diesen im Gegenstrom zu den Einsatzstoffen 4,5 durchströmt In der Reduktionsgas-Zuleitung 9 ist eine Gasreinigungsvorrichtung 11, beispielsweise ein Heissgaszyklon, vorgesehen In dieser Gasreinigungsvorrichtung 11 abgeschiedener Staub wird dem Einschmelzvergaser 6 mittels Staubbrenner 12,
gegebenenfalls mit Hilfe eines Trägergases, üblicherweise Stickstoff, wieder zugeführt.
Über Zuleitungen 13 wird dem Einschmelzvergaser 6 das im Reduktionsreaktor 1 hergestellte Reduktionsprodukt, ganz oder teilweise fertigreduzierter Eisenschwamm, zugeführt. Der Reduktionsreaktor 1 ist weiters mit einer Topgasableitung 14 versehen, uber welche das Topgas, ein teilweise abreagiertes Reduktionsgas, aus dem Reduktionsreaktor 1 abgezogen wird.
In der Topgasableitung 14 ist ein Gaswäscher 15 angeordnet, mittels welchem das Topgas gekühlt und mitgeführter Staub abgeschieden wird
Von der Reduktionsgas-Zuleitung 10 zweigt eine Überschussgasleitung 16 ab, in welcher ebenfalls ein Gaswäscher 17 eine Kühlung und Staubabscheidung bewirkt Nach dem Gaswäscher 17 zweigt von der Überschussgasleitung 16 eine Kühlgasleitung 18 ab, durch welche gereinigtes und gekühltes Gas dem aus dem Einschmelzvergaser 6 abgezogenen Reduktionsgas zugefuhrt wird. Überschussgasleitung 16 und Topgas-Ableitung 14 vereinigen sich zu einer Exportgasleitung 19, durch welche Exportgas einem Verbraucher 20, beispielsweise zur Stromerzeugung zur Verfugung steht
Im unteren Bereich des Einschmelzvergasers 6 sammeln sich flüssiges Roheisen 21 und flüssige Schlacke 22, die über einen Abstich 23 abgestochen werden.
Von für den Einsatz im Einschmelzvergaser 6 vorgesehenem kohlenstoffhältigem Ausgangs- material 24, welches gegebenenfalls vorher getrocknet wurde, wird zunächst in einer Abscheide- einrichtung 25, beispielsweise einem Sieb, das stückige Material abgetrennt und verbleibende Feinkohle bzw Kohlestaub einem der Abscheideeinrichtung 25 nachgeschalteten Entgasungs- reaktor 27 zugefuhrt,
in dem diese bei Temperaturen von 250 bis 380 C teilweise entgast werden Die in der Kohle enthaltenen flüchtigen Komponenten bleiben dabei zum Teil als Teerkomponenten in der Kohle enthalten und werden zum anderen Teil mit dem bei der Entgasung entstehenden
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Entgasungsgas ausgetrieben
Das bei der Entgasung der Kohle im Entgasungsreaktor 27 entstehende brennbare Entgasungsgas wird über eine Gasleitung 29 einem Teerabscheider 38 und danach einer Heizeinrichtung 30 zugeführt, in welcher es verbrannt wird Durch eine weitere Gasleitung 31 kann der Heizeinrichtung 30 gegebenenfalls zusätzliches brennbares Gas zugefuhrt werden,
falls das im Entgasungsreaktor 27 anfallende Entgasungsgas fur die Deckung des Energiebedarfs nicht ausreichend ist
Alternativ zu einer Heizeinrichtung 30 kann die Teilverbrennung des Entgasungsgases bei gleichzeitiger Zufuhr eines sauerstoffhältigen Gases im Entgasungsrekator 27 selbst durchgeführt werden Über eine Ableitung 39 wird ein Teil des Entgasungsgases entfernt, um eine Anreicherung mit unbrennbaren Bestandteilen zu verhindern.
Heisse, teilentgaste Feinkohle und Kohlestaub aus dem Entgasungsreaktor 27 werden in einer Misch- und Homogenisierungseinrichtung 37, beispielsweise einem Intensivmischer, mit abgeschiedenen Teerkomponenten aus dem Teerabscheider 38, sowie gegebenenfalls mit unbehandelter Feinkohle bzw Kohlestaub und/oder kohlenstoffhältigem Ausgangsmaterial 24 (jeweils strichliert dargestellt), innig vermengt
Zusätzlich kann der Misch- und Homogenisierungseinrichtung 37 Inertmatenal, wie Zunder, Oxidstaub, Koksstaub, etc., zugefuhrt und mit der teilentgasten Feinkohle und Kohlestaub vermengt werden (nicht dargestellt).
Das Produkt aus der Misch- und Homogenisierungseinrichtung 37 wird in noch heissem Zustand in der Heissbrikettiereinrichtung 28 brikettiert Dabei muss keine zusätzliche thermische Energie aufgewendet werden Die in der Heissbrikettiereinrichtung erzeugten Briketts werden unter Ausnutzung ihrer fühlbaren Warme, also ihrer Temperatur, über die Forderleitung 7 im Einschmelzvergaser 6 eingesetzt.
Gegebenenfalls kann durch eine geringfügige Abkuhlung der gebildeten Briketts, beispielsweise um 50 C, eine Verfestigung der als Binder genutzten Teerkomponenten und damit eine Erhöhung der mechanischen Stabilität der Briketts bewirkt werden. Eine solche Abkuhlung kann auf einer in der Zeichnung nicht dargestellten Kühl Vorrichtung, beispielsweise einem Kuhlband und/oder einem Bunker erfolgen
Alternativ zum unmittelbaren Einsatz im Einschmelzvergaser 6 können die Briketts über eine weitere Förderleitung 7a einem Nachentgasungsreaktor 36 zugeführt werden, wo sie, gegebenenfalls zusammen mit stückigem kohlenstoffhaltigem Material aus der Abscheide- einrichtung 25,
bei Temperaturen unter 600 C weiter entgast werden
Das bei der Nachentgasung 36 entstehende Gas kann fur die Beheizung des Nachentgasungs- reaktors 36 und/oder des Teilentgasungsreaktors 27 verwendet werden und/oder in die Reduktionsgas-Zuleitung 9 und/oder die Topgasableitung 14 eingeleitet werden Diese Ver- wendungsmöglichkeiten sind in der Zeichnung nicht dargestellt
Stückiges kohlenstoffhaltiges Material aus der Abscheideeinrichtung 25 kann auch, abhangig von seinem Teergehalt, direkt über eine Zuleitung 26a der Förderleitung 7 und damit dem Einschmelzvergaser zugeführt werden
Die Reduktionsgas-Zuleitung 10 ist mit der Exportgasleitung 19 über eine Zweigleitung 32 verbunden In der Zweigleitung 32 sind nacheinander ein Verdichter 33, eine CO2-Entfernungs- vorrichtung 34, beispielsweise eine Druckwechseladsorptionsanlage,
und eine Heizvorrichtung 35 angeordnet Über die Zweigleitung 32 wird ein Teilstrom des Exportgases verdichtet, von CO2 gereinigt, auf Reduktionsgas-Temperatur erhitzt und in den fur den Reduktionsreaktor 1 vorgesehenen Reduktionsgasstrom 10 eingebracht
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das in Fig 1 dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern umfasst auch alle dem Fachmann bekannten Mittel, die zur Ausführung der Erfindung herangezogen werden können.
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