DD252202A5 - Vorrichtung und verfahren zur herstellung von geschmolzenen eisen - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von geschmolzenem Eisen unter Verwendung von Kohle durch Kohlevergasung in einem Schmelzeisen-Vergaser-Schmelzer. Der Vergaser-Schmelzer ist mit einem Direktreduktionsschachtofen verbunden und verwendet sowohl gasfoermigen als auch festen Ausstoss des Schachtofens, bei Anwendung nichtmetallurgischer Kohlen mit folgenden wesentlichen Merkmalen: - einen Schmelzeisenbad-Vergaser-Schmelzer,-einen damit verbundenen Direktreduktionsschachtofen,-eine Einrichtung zur Einfuehrung von partikelfoermiger Kohle und Sauerstoff zu dem Boden des Vergaser-Schmelzers,-eine Einlasseinrichtung zur Einfuehrung von direktreduziertem Eisen in den Vergaser-Schmelzer,-eine erste Leitung mit einem Gasmischer,-eine zweite Leitung, die mit dem Skrubber-Kuehler und dem Auslass fuer reagiertes Topgas in Verbindung steht und-eine dritte Leitung, die mit dem Skrubber-Kuehler in Verbindung steht.
Description
Hierzu 1 Seite Zeichnung .
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von geschmolzenem Eisen mit kontinuierlichem Schmelzen einer Eisenbeschickung in einem Bad. Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders für nichtmetallurgische Kohlen geeignet.
Es ist bekannt, pulverisierte KoTnIe und Sauerstoff in den Boden eines Vergaser-Schmelzers einzugeben und Sauerstoff zu injizieren, um einen Teil des Kohlegases, das sich aus dem Schmelzbad entwickelt, zu verbrennen unddieinden oberen Teil des Behälters eingespeiste Eisenbeschickung zu erwärmen und zu schmelzen. Dabei treten Probleme bezüglich einer unzureichenden Erwärmung des Bades und einer lokalisierten Verbrennung auf.
Die US-PS 4317677 offenbart einen Vergaser mitfluidisiertem Bett, worin ein fluidisiertes Kohlebett oberhalb eines Feuerraumes bzw. -herds gebildet wird. Wasser oder Dampf und/oder Kohlenwasserstoffe werden durch die Seite des Vergasers eingeleitet, und Sauerstoff wird ebenfalls durch die Seite des Vergasers in einer niedrigeren Position eingeleitet. Der Vergaser mit fluidsiertem Bett wird direkt mit einem Direktreduktionsofen oberhalb des Vergasers verbunden, die Gase aus dem Vergaser werden entfernt, gereinigt, gekühlt und dann in den Ofen eingeleitet, worin sie als Reduktionsgase wirken. Das direkt reduzierte Eisen fällt direkt von dem Austragungsende des Ofens durch das fluidisierte Bett in das Schmelzmetallbad. Diese Anordnung unterscheidet sich wesentlich von der vorliegenden Erfindung, worin Gas aus dem Vergaser-Schmelzer mit einem Teil des rückgeführten Gases gemischt wird und in einen Schachtofen eingeführt wird und das verbrauchte bzw. erschöpfte Gichtgas bzw. Topgas gereinigt und gekühlt wird, dann ein Teil mit dem Vergasergas gemischt wird und ein zweiter Teil direkt in den Vergaser-Schmelzer eingeführt wird. Erfindungsgemäß werden die Gaseauf wirksamere Weise verwendet als in den bekannten Schmelzbad-Vergaser-Schmelzer.
Andere Druckschriften, die sich auf Schmelzbad-Vergaser-Schmelzer beziehen, einschließlich der US-PSen 4007034, 2750278, 4238226 und 2889219, verwenden kein fluidisiertes Bett.
Bei einem anderen bekannten Verfahren wird Kohlegas aus einem Schmelzbad-Kohlevergaser-Schmelzer verwendet, um direkt reduziertes Eisen herzustellen. Bei diesem Verfahren ist es unerwünscht, überschüssiges Gas herzustellen, das ausgeführt werden muß zur Verwendung außerhalb der Batteriegrenzen einer damit verbundenen Direktreduktionsanlage oder des Systems, das die Direktreduktionsanlage bedient bzw. versorgt. Das hergestellte Gas wird zur Herstellung von hochmetallisiertem Eisen verwendet. Direktreduktionsanlagen stellen im allgemeinen Produkte mit etwa 92% Metallisierung her.
Es ist das Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von geschmolzenem Metall aus direktreduziertem Eisen zur Verfügung zu stellen, bei dem auf wirksame Weise die Energiewerte innerhalb des Direktreduktionssystems verwendet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein wirksames Verfahren zur Herstellung von geschmolzenem Eisen unter Verwendung von nichtmetallurgischer Kohle durch Kohlevergasung in einem Schmelzeisenbad-Vergaser-Schmelzer, der mit einem Direktreduktionsofen verbunden ist, zu schaffen, bei dem sowohl der gasförmige als auch der feste Ausstoß des Direktreduktionsofens verwendet wird und die volle chemische Energie des teilweise verbrauchten Reduktionsgases aus dem Direktreduktionsverfahren zur Verfügung gestellt ist. " . ,
Weiterhin soll der volle chemische Energiegehalt des teilweise verbrauchten Austragungsgases oder Topgases aus dem Reduktionsofen verwendet werden, um den in dem Vergaser-Schmelzer benötigten Brennstoff zur Verfügung zu stellen, das direktreduzierte Eisen zu schmelzen und eine wirksame Wiederverwendung der Energiewerte in dem Direktreduktionssystem zu liefern
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Vorrichtung
a) einen Schmelzeisenbad-Vergaser-Schmelzer (10),
b) einen damit verbundenen Direktreduktionsschachtofen (40) mit einer Metalloxid beschickungsei η richtung (42) an seinem oberen Ende und einer Entfernungseinrichtung (46) für metallisiertes Produkt an seinem Boden,
c) eine Einrichtung zur Einführung von partikelförmiger Kohle und Sauerstoff (12) zu derrf Boden des Vergaserschmelzers (10),
d) eine Einlaßrichtung (18) zur Einführung von direktreduziertem Eisen in den Vergaser-Schmelzer (10),
e) einen Vergasungs-Gasauslaß(24)am oberen Ende des Vergaser-Schmelzers (10),
f) eine erste Leitung (92), die mit dem Vergasungs-Gasauslaß (24) und einem Reduktionsgaseinlaß (44) zu dem Direktreduktionsschachtofen (40) verbunden ist,
g) einen Gasmischer (74) in der ersten Leitung (92), h) einen Skrubber-Kühler (52),
i) einen Auslaß (48) für regiertes Topgas am oberen Ende des Schachtofens (40),
j) eine zweite Leitung (94), die mit dem Skrubber-Kühler (52) aus dem Auslaß für reagiertes Topgas (48) in Verbindung steht,
k) ein Kohlendioxid-Entfernungssystem (66),
I) eine dritte Leitung (56,60) die mit dem Skrubberkühler und dem Kohlendioxid-Entfernungssystem (66) in Verbindung steht,
m) eine vierte Leitung (72,73), die mit dem Kohlendioxid-Entfernungssystem (66) und dem Gasmischer (74) in Verbindung steht, aufweist.
Es ist im Sinne der Erfindung, daß ein Dampfkessel mit der zweiten Leitung in Verbindung gebracht ist, wobei weiterhin eine fünfte Leitung, die mit dem Kohlendioxid-Entfernungssystem und dem Vergaser Schmelzer in Verbindung ist und die Vorrichtung weiterhin eine Ausfuhrgas-Entfernungseinrichtung zur Entfernung von gereinigtem und gekühltem, reagiertem Topgas umfaßt.
Die Vorrichtung weist weiterhin eine Einrichtung (21) zur Einführung von Sauerstoff in den Vergaser-Schmelzer (10) oberhalb der ^Oberfläche des darin befindlichen Bades auf.
Nach einer Ausgestaltungsform umfaßt die Vorrichtung weiterhin eine Einrichtung (26) in dem Vergaser-Schmelzer (10) zur Einführung eines Flusses in den Vergaser-Schmelzer, wobei weiterhin ein Dampferzeuger, der mit der fünften Leitung in Verbindung steht, vorgesehen ist
Es ist im Sinne der Erfindung, daß das Verfahren zur Herstellung von geschmolzenem Eisen durch
a) Einführen von partikelförmiger Kohle und Sauerstoff in den Boden einer geschmolzenen Vergaser-Schmelzerkammer,
b) Einführung von direktreduziertem Eisen in den Vergaser-Schmelzer,
c) Umsetzen der Kohle und des Sauerstoffs zur Bildung eines Vergasungsgases innerhalb des Vergaser-Schmelzers,
d) Entfernen des Vergasungsgases aus dem oberen Ende des Vergaser-Schmelzers,
e) Mischen des Vergasungsgases mit kohlendioxidschwachem, verbrauchtem Topgas aus einem Direktreduktionsofen zur Bildung eines Reduktionsgases,
f) Einleiten von Reduktionsgas in den Einlaß eines Direktreduktionsofens,
g) Einspeisen von Metalloxid in den Direktreduktionsofen und Entfernen von metallisiertem Produkt daraus, h) Entfernen von reagiertem Topgas aus dem oberen Ende des Direktreduktionsofens und
i) Kühlen und Berieseln des entfernten reagierten Topgases zur Bildung von kohlendioxidschwachem Topgas, ausgebildet ist.
Im weiteren Sinne ist das Verfahren dadurch ausgestaltet, daß es weiterhin das Verbrennen eines Teils des Kohlendioxid-Schwachgases in dem Vergaser-Schmelzer umfaßt, um zusätzliche Wärme zur Verfugung zu stellen.
Vorteilhaft ausgestaltet ist das Verfahren dadurch, daß es weiterhin das Einführen von direktreduziertem Eisen in den Vergaser-Schmelzer oberhalb der Oberfläche des Bades umfaßt, wobei das Einführen von direktreduziertem Eisen in den Vergaser-Schmelzerteilweise oberhalb der Oberfläche des Bades und teilweise durch Düsen unterhalb der Oberfläche des Bades vorgenommen werden kann.
Es ist eine Ausführungsform der Erfindung, daß weiterhin eine Verwendung von Abwärme aus dem Topgas des Direktreduktionsofens vorgesehen ist, um Dampf durch indirekten Wärmeaustausch herzustellen und weiterhin die Verwendung von Abwärme aus dem Vergasungsgas durch indirekten Wärmeaustausch zu ermöglichen und auch weiterhin das Entfernen von gereinigtem, berieseltem Topgas als Ausfuhrbrennstoff zu ermöglichen.
Die Erfindung wird in einem Ausführungsbeispiel mit der Zeichnung näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt ein schematisches Fließdiagramm des Verfahrens unter Darstellung der Einrichtungen, die für das erfindungsgemäße Verfahren notwendig sind.
Mit Bezug auf die Zeichnung wird ein Schmelzeisen-Vergaser-Schmelzer 10 mit einer oder mehrerer Düsen 12 in seiner Bodenwand vorgesehen, wobei jede Düse 12 mit einer Sauerstoffquelle 14 und einer Kohlenstaubquelle 16 verbunden ist. Der Vergaser-Schmelzer 10 besitzt eine Einführeinrichtung 18 für direktreduziertes Eisen, einen Oxybrennstoffbrenner 20, gefüllt mit Sauerstoff aus der Quelle 21 und rückgeführtem Gas aus einer Leitung 22. Der Vergaser-Schmelzer 10 besitzt ebenfalls einen Produktgasauslaß 24, eine Flußinjektionseinrichtung 26, eine Schmelzeisen-Abgriffstelle bzw. -abstrich 28 und eine Schlacken-Abgriffstelle bzw.-abstrich 30.
Ein Direktreduktionsofen 40 ist mit einem Eisenoxidbeschickungseinlaß 42 an seinem oberen Ende, einem ' --Reduktionsgaseinlaßsystem 44 zwischen den Enden des Ofens 40 und einem direktreduzierten Eisenproduktauslaß 46 am Boden des Ofens 40 versehen. Ein Abzug 48 für reagiertes Gas Ist am oberen Teil des Ofens 40 vorgesehen, wobei dieser Abzug 48 mit einem Rieselturm 52 bzw. Skrubber 52 in Verbindung steht. Der Schlamm wird in Form einer Aufschlämmung 54 entfernt. Der Gasauslaß des Rieselturmes 52 ist eine Gasleitung 56, mit drei Gasleitungen 58, 60, 62 verbunden.
Die Gasleitung 58 steht mit einer Dampfanlage 64 in Verbindung und liefert brennbaren Brennstoff für die Dampfanlage 64. Die Gasleitung 60 ist mit einem Kohlendioxid-Entfernungssystem 66 ν erbunden. Bei Punkt 68 wird Dampf in das Kohlendioxid-Entfernungssystem 66 eingeleitet. Das Kohlendioxid wird beim Punkt 70 entfernt und CO2-Schwachgas wird beim Punkt 72 entfernt. Ausfuhrbreniistoffgas kann aus dem System beim Punkt 62, wenn gewünscht, oder an anderer Stelle entfernt werden. Das CO2-Schwachgas wird wiederum geteilt, wobei ein Teil durch eine Leitung 73 in einen Gasmischer 74 (Tempermischer) geleitet wird. Ein zweiter Teil wird durch die Leitung 22 in den Oxybrennstoffbrenner 20 des Vergaser-Schmelzers 10 eingeleitet.
Während des Betriebs wird der Schmelzeisen-Vergaser-Schmelzer 10 mit einer Mischung aus Kohlestaub und Sauerstoff durch die Düsen 12, die sich am Boden des Vergaser-Schmelzers 10 befinden, beschickt. Direkt reduziertes Eisen, vorzugsweise in Form von metallisierten, feinen Eisenteilchen, kann von einem Direktreduktionsofen 40 eingespeist werden. Die metallisierten, feinen Eisenteilchen werden durch den oberen Teil des Vergaser-Schmelzers 10 eingespeist, wenn sie in großer partikelförmiger Form vorliegen, oder sie werden durch den Boden des Vergaser-Schmelzers 10 mit der Kohle eingespeist, wenn sei in feinzerteilter Form vorliegen. Ein Zufluß aus einer Quelle F, bestehend aus Kalk oder calciniertem Dolomit mit anderen Flußmitteln, wird in den Vergaser-Schmelzer 10 durch Leitung 26 oder durch Düse 12 in den Boden des Vergaser-Schmelzers 10, wie gewünscht, eingespeist. Calciumoxid in dem Fluß dient zur Aufrechterhaltung der Fluidität der Schlacke und wirkt als Schwefelakzeptor, um das in dem Vergaser-Schmelzer 10 hergestellte Gas in Massen zu entschwefeln (bulk desulfurize). Um zusätzliche Wärme zum Schmelzen der ganzen metallisierten, feinen Eisenteilchen, die in den Vergaser-Schmelzer 10 eingespeist werden, zur Verfügung zu stellen, ist der selbstkühlende Oxybrennstoffbrenner 20, gefüllt mit rückgeführtem Gas aus Leitung 22, das zur Herstellung eines Wasser- und Kohlendioxid-Schwachgases behandelt worden ist, im Dach des Vergaser-Schmelzers 10 vorgesehen. Das Produktgas aus dem Vergaser-Schmelzer 10 wird durch den Auslaß 24 entfernt und zu einer Mischstation 74 geleitet, wo Kohlendioxid-Schwachtopgas erwärmt wird, um das Produktgas aus dem Vergaser-Schmelzer-System zwischen 7600C und 9000C zu tempern. Dieses Tem pergas wird in den Direktreduktionsofen 40 durch Einlaß 44 eingeleitet, worin es als Reduktionsgas zum Reduzieren von Eisendioxid zu einer hochmetallisierten Form von direktreduziertem Eisen verwendet wird. Vorzugsweise wird das ganze direktreduzierte Eisen, das aus dem Direktreduktionsofen am Produktauslaß 46 entfernt worden ist, in den Vergaser-Schmelzer 10 eingespeist. Ein Teil des direktreduzierten Eisens kann jedoch bei Punkt 80 zur Ablagerung 82 (stockpile) zur späteren Verwendung in dem Vergaser-Schmelzer 10 entfernt werden oder beim Punkt 83 zur anderweitigen Verwendung entfernt werden. Zusätzliche metallisierte, feine Eisenteilchen von der Ablagerung 82 können entweder kalt oder vorgewärmt mit dem direktreduzierten Eisen in Leitung 84 kombiniert werden, um die Beschickung für den Vergaser-Schmelzer 10 zu bilden. Wenn das Gas im Gegenstrom mit dem Eisenoxid in dem Reduktionsofen 40 reagiert, wird eine Gleichgewichtsschranke bei der Verwendung des gesamten Wasserstoffs und Kohlenmonoxids, verursacht durch thermodynamische Grenzen, erreicht. Deshalb enthält das Topgas aus dem Reduktionssystem 44 beträchtliche Mengen an Wasserstoff und Kohlenmonoxid. Es wird gekühlt und in dem Kühler-Skrubber 52 für eine Wiederverwendung berieselt bzw. gewaschen. Während des Kühlverfahrens ist es möglich, einen Teil des Dampfs, der für die Regenerierungseinheit in dem Kohlendioxid-Entfernungssystem 66 benötigt wird, durch einen indirekten Wärmeaustausch herzustellen. Ein kleiner Teil des gekühlten und berieselten Topgases wird dann in eine Dampfanlage 64 als Brennstoff abgezweigt, um allen oder wenigstens den Rest des benötigten Dampfes zu erzeugen. Der verbleibende Teil des berieselten Topgases wird in einem Kompressor 65 komprimiert und zu dem Kohlendioxid-Entfernungssystem 66 geleitet. Das kohlendioxidschwache Rückführungsgas, hergestellt in dem Kohlendioxidentfernungs-System 66, liefert den Brennstoff für den Oxybrennstoffbrenner 20 des Vergaser-Schmelzers 10 und liefert ebenfalls das G as, das zum Tempern des Produktgases aus dem Vergaser-Schmelzer 10 in dem Mischer 74 auf die für die Reduktion benötigte Temperatur erforderlich ist, wie vorstehend beschrieben.
Das System befindet sich überraschenderweise in gutem Gleichgewicht und führt zu einer unerwartet hohen Wirksamkeit und einem geringen Kohlebedarf. Wenn zusätzliches Topgas entwickelt wird aufgrund von Änderungen in der Kohlezusammensetzung, kann mehr Rückführungsgas dem Oxybrennstoffbrenner 20 zur Wiedererwärmung zugegeben werden und eine geringere Kohlen/Sauerstoffmischung braucht in den Vergaser-Schmelzer 10 eingespeist zu werden. Wenn mehr Rückführungsgas benötigt wird zur Beschickung des unterstöchimetrischen Oxybrennstoffbrenners 20, kann die Temperatur des Bades von 1 5000C auf bis zu 1 4000C erniedrigt werden, wobei ein Teil des Rückführungsgases von seiner Verwendung als Tempergas zur Verwendung als Brennerbrennstoff freigesetzt wird. Wenn mehr Rückführungsgas benötigt wird, kann Dampf aus dem heißen Kohlegas hergestellt werden, wobei ebenfalls Rückführungsgas, das zum Tempern und als Brennerbrennstoff verwendet wird, freigesetzt wird.
Ausführungsbeispiele
Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung:
Es wurde das Verfahren eines Schmelzbad-Schmelzers 10, der bei 1 500°C betrieben wurde, untersucht. Das gewählte Prozeßsystem schließt einen indirekten Wärmeaustausch zur Herstellung von Dampf durch Wiedergewinnung von Energie aus dem heißen Topgas (ebenfalls als verbrauchtes Reduktionsgas bekannt), ausgetragen aus dem Eisenoxidreduktionsofen 40, ein.
Das Kohlendioxid wird durch ein energiewirksames Kohlendioxid-Entfernungssystem, wie durch ein heißes Ka'liumcarbonatverfahren, entfernt. Der von der Kohlendioxid-Entfernungseinheit benötigte verbleibende Dampf wird durch Verbrennen von berieseltem Topgas hergestellt. In diesem Beispiel wird kein Dampf aus der Eigenwärme des Produktgases von dem Vergaser-Schmelzer 10 hergestellt. Eine trockene, gepulverte Saar-Kohle wird in dem Vergaser-Schmelzer 10 verwendet. Kohlendioxid-Schwachgas wird in einem unterstöchiometrischen Brenner verwendet, um die zusätzliche Wärme, die zum Schmelzen des gesamten direktreduzierten Eisens, das in den Vergaser-Schmelzer 10 eingespeist wird, benötigt wird, zur Verfugung gestellt. Kein Ausfuhrgas wird jenseits der Batteriegrenze hergestellt, obwohl andere Verfahrensbedingungen das Auftreten von Ausfuhrgas ermöglichen können. Die Analyse der Saar-Kohle ist in der nachstehenden Tabelle 1 angegeben.
Kohlenstoff 75,2 Gew.-%
Wasserstoff 5,0Gew.-%
Stickstoff 1,5Gew.-%
Sauerstoff 9,0 Gew.-%
Schwefel 1,6Gew.-%
Asche 7,7 Gew.-%
Die Feuchtigkeit der Beschickungskohle beträgt 0,025 kg/kg feuchtigkeitsfreie Kohle.
Der untere Wärmewert (feuchtigkeitsfrei.) beträgt 7230 kcal/kg.
Die Analyse der wichtigen Feststoffe und Feststofffließraten pro t geschmolzenem Eisen und pro t direktreduziertem Eisen (DRI)
sind in Tabelle 2 und 3 dargestellt.
| Tabelle 2 | t/t DRI | t/t geschmolzenes Eisen |
| Feststofffließrate pro Tonne | 1,41 | 1,49 |
| 0,059 | 0,062 | |
| Eisenoxid | 1,0 | 1,055 |
| Kalk | 0,435 | 0,459 |
| DRI (Produktion/Verbrauch) | ||
| Kohle (feuchtigkeitsfrei) | ||
Gew.-%
FE2O3 FeO Fe
Eisenoxid 97,0 — —
DRI — 8,4 86,0
geschmolzenes Eisen* — — 96,8
* Bemerkung: Das geschmolzene Eisen ergibt nicht exakt 100%, weil es Silicium, usw. enthält. Die Analyse der wichtigen Gase und Fließraten sind in den Tabellen IV und V angegeben.
| Gangart | C |
| 3,0 | — |
| 4,1 | 1,5 |
| — | 3,0 |
| Strom | CO | CO2 | H2 | H2O | CH4 | Ar+N2 |
| Sauerstoff | — | — | — | — | 2 | |
| Rohgas | 61,0 | 6,0 | 22,0 | 8,5 | — | 2,5 |
| zu dem Re | ||||||
| duktionsofen | 55,3 | 5,5 | 29,4 | 2,9 | 0,8 | 6,1 |
| Topgas | 34,7 | 25,9 | 21,1 | 11,2 | 1,0 | 6,1 |
| Rückführung | ||||||
| CO2-SCh wachgas | 53,8 | 1,0 | 32,7 | 1,5 | 1,5 | 9,5 |
Strom Fließrate
Sauerstoff (98%) 345 m3
Rohgas 1012m3
zudem Reduktionsofen 2 059 m3
Topgas 2 039 m3
Rückführung, CO2-Schwachgas 1 189 m3
Rückführung zum Tempern 1 047 m3
Rückführung zum Vergaser-Schmelzer 142 m3 entferntes CO2 · 465 m3
Dampfproduktion 883 kg
Strom Fließrate
Prozent Dampf aus der Wärmerückgewinnung desTopgases 34% ProzentTopgaszu der
Brennstoff-Dampfanlage - 9,7%
Die Temperatur des Beschickungsgases beträgt 8150C. Bei einem Betrieb unter diesen Bedingungen werden 3,44Gcal (HHV) oder 3,32Gcal (LHV) Kohle pro Tonne geschmolzenes Eisen benötigt. ·
Der Direktreduktionsofen 40 kann ein Schachtofen oder ein Ofen mit fluidisiertem Bett ein. Der niedrigere Teil 88 des Ofens kann eine Kühlzone unter Kühlung des reduzierten metallisierten Eisenprodukts bilden.
Um vollständig die Energie, die in dem System erhältlich ist, zu verwenden, kann ein Dampfgenerator 90 in die Vergaser-Gasleitung 92 oder in die Topgasleitung 94 gegeben werden.
Claims (14)
1. Vorrichtung zur Herstellung von geschmolzenem Eisen, gekennzeichnet durch
a) einen Schmelzeisenbad-Vergaser-Schmelzer (10),
b) einen damit verbundenen Direktreduktionsschachtofen (40) mit einer Metalloxidbeschickungseinrichtung (42) an seinem oberen Ende und einer Entfernungseinrichtung (46) für metallisiertes Produkt an seinem Boden,
c) eine Einrichtung zur Einführung von partikelförmiger Kohle und Sauerstoff (12) zu dem Boden des Vergaserschmelzers (10),
d) eine Einlaßeinrichtung (18) zur Einführung von direktreduziertem Eisen in den Vergaser-Schmelzer(IO),
e) einen Vergasungs-Gasauslaß (24) am oberen Ende des Vergaser-Schmelzers (10),
f) eine erste Leitung (92) die mit dem Vergasungs-Gasausiaß (24) und einem Reduktionsgaseinlaß (44) zu dem Direktreduktionsschachtofen (40) verbunden ist,
g) einen Gasmischer (74) in der ersten Leitung (92),
h) einen Skrubber-Kühler (52),
h) einen Skrubber-Kühler (52),
i) einen Auslaß (48) für:regiertes Topgas am oberen Ende des Schachtofens (40),
j) eine zweite Leitung (94), die mit dem Skrubber-Kühler (52) aus dem Auslaß für reagiertes Topgas (48) in Verbindung steht,
k) ein Kohlendioxid-Entfernungssystem (66),
I) eine dritte Leitung (56,60) die mit dem Skrubberkühlerunddem Kohlendioxid-Entfernungssystem (66) in Verbindung steht, und
m) eine vierte Leitung (72,73), die mit dem Kohlendioxid-Entfernungssystem (66) und dem Gasmischer (74) in Verbindung steht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dampfkessel (64), der mit der zweiten Leitung in Verbindung steht, vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine fünfte Leitung (72, 22) angeordnet ist, die mit dem Kohlendioxid-Entfernungssystem (66) und dem Vergaser-Schmelzer (10) in Verbindung steht. .
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausfuhrgas-Entfernungseinrichtung (62), zur Entfernung von gereinigtem und gekühltem, reagiertem Topgas angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Einrichtung (21) zur Einführung von Sauerstoff in den Vergaser-Schmelzer (10) oberhalb der Oberfläche des darin befindlichen Bades umfaßt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung 26 in dem Vergaser-Schmelzer (10) zur Einführung eines Flusses in den Vergaser-Schmelzer (10) vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dampferzeuger mit der fünften Leitung in Verbindung steht.
8. Verfahren zur Herstellung von geschmolzenem Eisen, gekennzeichnet durch
a) Einführen von partikelförmiger Kohle und Sauerstoff in den Boden einer geschmolzenen Vergaser-Schmelzerkammer,
b) Einführung von direktreduziertem Eisen in den Vergaser-Schmelzer,
c) Umsetzen der Kohle und des Sauerstoffs zur Bildung eines Vergasungsgases innerhalb des Vergaser-Schmelzers,
d) Entfernen des Vergasungsgases aus dem oberen Ende des Vergaser-Schmelzers,
e) Mischen des Vergasungsgases mit kohlendioxidschwachem, verbrauchtem Topgas aus einem Direktreduktionsofen zur Bildung eines Reduktionsgases,
f) Einleiten von Reduktionsgas in den Einlaß eines Direktreduktionsofens,
g) Einspeisen von Metalloxid in den Direktreduktionsofen und Entfernen von metallisiertem Produkt daraus,
h) Entfernen von reagiertem Topgas aus dem oberen Ende des Direktreduktionsofens und i) Kühlen und Berieseln des entfernten reagierten Topgases zur Bildung von kohlendioxidschwachem, verbrauchtem Topgas.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbrennen eines Teils des Kohlendioxid-Schwachgases in dem Vergaser-Schmelzer durchgeführt wird, um zusätzliche Wärme zur Verfügung zu stellen.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einführen von direktreduziertem Eisen in den Vergaser-Schmelzer oberhalb der Oberfläche des Bades vorgenommen wird.
11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Einführen von direktreduziertem Eisen in den Vergaser-Schmelzer teilweise oberhalb der Oberfläche des Bades und teilweise durch Düsen unterhalb der Oberfläche des Bades erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verwendung von Abwärme aus dem Topgas des Direktreduktionsofens erfolgt, um Dampf durch indirekten Wärmeaustausch herzustellen.
13. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verwendung von Abwärme aus dem Vergasungsgas durch indirekten Wärmeaustausch vorgenommen wird.
14. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das berieselte Topgas als Ausfuhrbrennstoff entfernt wird.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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