DD146190A5

DD146190A5 - Verfahren und vorrichtung zur reduktion von metalloxiden

Info

Publication number: DD146190A5
Application number: DD215644A
Authority: DD
Inventors: Giavani
Original assignee: Danieli Off Mecc
Priority date: 1978-09-19
Filing date: 1979-09-19
Publication date: 1981-01-28
Also published as: IT1109109B; SE7906778L; ES484139A1; FR2436822A1; FR2436822B3; GB2034755A; IT7869153A0; AU5034079A; DE2935466A1; ZA794281B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reduktion von Metalloxiden, bestehend aus der Erhitzung von Pellets des Metalloxids in Gegenwart eines festen Reduktionsmittels in einer Retorte, wobei die gasfoermigen Reaktionsprodukte veranlaszt werden, sich mindestens teilweise im Gleichstrom mit der Stroemungsrichtung der Charge zu bewegen.

Description

Berlin, 5. 3. 1980 AP C 22 B/215 644 56 079/11

Verfahren und Vorrichtung zur Reduktion von Metalloxiden

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reduktion von Metalloxiden mit Hilfe eines festen Reduktionsmittels, insbesondere von Erzen und Materialien, die in üblicher Weise als "Pellets" bezeichneter Tabletten- oder Pastillenform aufbereitet sind.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Den auf dem Gebiet der Metallurgie arbeitenden Fachleuten ist eine große Zahl von Verfahren bekannt, die sich auf die Desoxydation von Mineralien und Pellets beziehen, die im wesentlichen aus Metalloxiden und insbesondere Eisenoxiden bestehen. Zahlreiche Lösungen schlagen Betriebsarten vor, bei denen diese Oxide bei hoher Temperatur mit Reduktionsmitteln wie Kohlenmonoxid, Wasserstoff (gasförmige Reduktionsmittel) oder Kohlenstoff (festes Reduktionsmittel) behandelt werden. Die gemeinsame Grundlage all dieser bekannten Verfahren ist die Erzeugung einer Atmosphäre, bestehend aus geeigneten Mischungen dieser Gase (CO +. Hp), die aus Kohlenwasserstoffen verschiedener Zusammensetzung oder aus Kohle erhalten werden, sowie die Behandlung der Oxide mit diesen Gasmischungen bei der höchstmöglichen Temperatur, die mit dem Erweichungspunkt der Oxide oder der Aschen oder der mit den Oxiden verbundenen Gangart verträglich ist. Dadurch soll eine Agglomerierung der Charge vermieden werden, durch die Rostreduktionsarbe.it verhindert werden würde. Unter den großtechnisch erfolgreich eingesetzten Verfahren befinden sich auch solche, die als "mit festen Desoxydationsmittel" (Kohle) bezeichnet werden, was auf die relativ leichte Ver-

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fügbarkeit der Kohle im Vergleich zu anderen Energiequellen zurückzuführen ist, aber auch auf den besonderen Wirkungsgrad der Reduktionsarbe.it des Kohlenstoffs, der bei hoher Temperatur im direkten Kontakt mit den zu reduzierenden Oxiden erreicht wird»

In dem voranstehend, beschriebenen Verfahren wird die Reduktionsarbeit daher auf zweierlei Weise erreicht:

- direkt, im innigen Kontakt von Kohlenstoff und dem an den zu behandelnden Oxiden gebundenen Sauerstoff, sowie

- indirekt, zwischen COp-Gas, das bei der direkten Reduktion gebildet wird, und dem in den Oxiden enthaltenen übrigen Sauerstoff.

Da bei diesen Verfahren stets ein Überschuß an Kohle vorliegt und die Temperatur stets in der Nähe von 1000 ° bis 1200 ⁰C liegt, spaltet sich v/iederum das Kohlendioxid, das bei der Reaktion des Kohlenmonoxids (indirekte Reduktion) gebildet wird, nach der bekannten Gleichung auf:

CO₂ + 0 —* 2 CO.

Daraus ergibt sich, daß bei der indirekten Reduktion Erzeugung von weiterem Kohlenmonoxid in gleichermaßen weitergeführt wird.

Wie bereits im vorangegangenen Abschnitt erwähnt, trägt selbstverständlich das Kohlendioxid, das sich bei der direkten Reduktionsreaktion bilden kann (zwischen Kohlenstoff und dem Sauerstoff des Oxids), ebenfalls zur Bildung von Kohlenmonoxid-Reduktionsgas bei*

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Die in einem bekannten, vertikalen Retortenofen ablaufende Reduktionsbehandlung wird besser ersichtlich durch den im Pig· 1 gezeigten vertikalen Schnitt durch einen derartigen bekannten Ofentyp. Mit (1) wird die Eingabe der aus einer Mischung von Mineralien- oder Kohlepellets und. erforderlichenfalls Entschwefeler gebildeten Charge bezeichnet* In der mit (2). bezeichneten Zone wird die Trocknung der Charge unter Bildung von Dampf durchgeführt, ihre Vorerhitzung und die Destillation der in der Kohle enthaltenen, flüchtigen Bestandteile» Ferner wird innerhalb der besagten Zone das Gas durch die Charge hindurch geleitet, das durch die im übrigen Teil des Retortenofens auftretenden Reduktionsreaktionen erzeugt wird· In der mit (3) bezeichneten Zone erfolgt die eigentliche Reduktion durch die direkte Y/irkung des Kohlenstoffs und die indirekte Wirkung des Kohlenmonoxids. Wenn nicht durch besondere Vorrichtungen, so wird Wasserstoff oder wasserstoffhaltiges Gas durch eine leitung (13) entlang der gesamten Retorte eingeführt· In den Zonen (4) und (3) liegt lediglich Kohlenmonoxidgas in einer Kohlenoxidkonzentration vor, die durch die Kinetik der Reaktion C0„ + C ——*· 2 CO bestimmt wird· An dieser Stelle wäre darauf hinzuweisen, daß unter besagten Arbeitsbedingungen das Gas im Retortengestell in einem nahezu stationären Zustand ist und seine Analyse vom Reaktionsvermögen der zu behandelnden Oxide abhängt, während sein Druck durch Geometrie und Ofenhöhe, durch die Körnung der Charge und offensichtlich durch die Gasmenge bestimmt wird, die in Abhängigkeit von der in den verschiedenen Ofenabschnitten erzeugten Menge an der Gicht abgeblasen werden muß· In Bezug auf die nach unten gerichtete Bewegung der Charge wird daher das Reaktionsgas im Gegenstrom aufwärts geführt, wobei deren Relativgeschwindigkeit von unten nach oben zunehmend größer wird·

Aus den vorangegangenen Betrachtungen ergibt sich, daß die Oxide als solche in der Gicht des Ofens vorliegen und den

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Sauerstoff, den sie enthalten, in der Abwärtsbewegung an das feste Reduktionsmittel und die Reaktionsgase übertragen, die als Überträger zwischen dem Inneren der Mineralien oder der Pellets und dem reduzierenden Kohlenstoff wirken, der in der Charge bis zum Ofengestell stets.vorhanden ist. Mit anderen Worten werden die Oxide im innigen Kontakt mit einer erheblichen Kohlenstoffcharge und einem beträchtlichen Gasstrom sein, der in die Anfangsphase der Aufbereitung (hohe Zone) einströmt, während sie sich im Gegensatz dazu im unteren Teil des Ofens in Gegenwart einer geringen Menge Kohlenstoff und einer nahezu stationären Gasphase befinden.

Es muß ferner festgestellt werden, daß die am Prozeß beteiligten Gasmengen verhältnismäßig klein sind und daß der Beitrag zur Vorwärmung der Beschickung im oberen Ofenabschnitt quantitativ vernachlässigbar ist.

Betrachtet man den bekannten Aufbau nach Fig.. 1, so wird ersichtlich, wie die Vorwärmung der Beschickung und die Zuführung der für die Reaktion benötigten Wärme mit Hilfe der Brenner (9) vorgenommen wird,., so daß durch Abzug der Verbrennungsprodukte über Kopf durch den Schacht die Wärmeeintragung im oberen Teil sehr groß ist und nach unten fortschreitend abnimmt. Zusätzlich zur Wärmestrahlung der einzelnen, besagten Brenner tragen die Verbrennungsprodukte aller Brenner, die sich im unteren Bereich befinden, zur Erwärmung der Retorte bei. In der mit (4) bezeichneten Zone wird die Charge gekühlt, um eine nachfolgende weitere Oxydation zu verhindern und die Abtrennung des überschüssigen Kohlerückstands zu ermöglichen» In der Zone (5) ist ein beliebig geformtes, gasdichtes System für den Abstich der Charge vorgesehen, während in der Zone (6) die Charge über eine geeignete Sammelleitung (8) in einen Spülmittelträger (7) abgestochen wird. Der Pfeil (14) zeigt die Abwärtsbewegung der Charge, Pfeil (11) die

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Aufwärtsbewegung der Reaktionsgase und Pfeil (10) schließlich die Gesamtheit der Reaktionsgase, Dämpfe aus der Trocknung der Charge sowie Kohledestillate, die in die Atmosphäre abgelassen werden, um abgefackelt oder auf andere Weise weiterverwendet zu werden·

Das für derartige Reduktionsverfahren am besten geeignete, feste Reduktionsmaterial sind die jüngsten Pechkohlen, die den höchsten Prozentsatz an flüchtigen Elementen aufweisen· Weiterhin ist zu bedenken, daß die Gesamtanalyse der flüchtigen Bestandteile derartiger Kohlen auf die Gegenwart einer großen Menge Wasserstoff, Methan und andere Kohlenwasserstoffe hinweist, die bei hoher Temperatur die neigung haben, in Wasserstoff und aktiven Kohlenstoff zu zerfallen·

Aus einer Betrachtung der zahlreichen, bekannten Lösungen, die sich in den vergangenen Jahren mit diesem Thema befaßt haben, ist eine unzweideutige Bevorzugung der Eigenschaften der genannten Kohlen festzustellen, speziell hinsichtlich ihrer flüchtigen Bestandteile, da die Gegenwart von Wasserstoff im reduzierenden Gas deren Wirksamlce.it wesentlich verbessert.

Was die genannte Problematik betrifft, schlagen zahlreiche bekannte Erfindungen auf verschiedenen Wegen das Auffangen der Reaktionsgase vor, ihre Behandlung sowie ihre Eindüsung in den unteren Teil der Retorte, nachdem sie nötigenfalls vorerhitzt worden sind· Obgleich dieses alles technisch möglich ist, erfordern Anlage und Durchführung ein sehr komplexes Vorgehen, insbesondere hinsichtlich der Beschaffenheit des Reduktionsprozesses, dessen Optimierung Betriebstemperaturen an den Grenzen des Sinterns der Charge erfordern· Darüber hinaus ist .zu berücksichtigen, daß die Beschickungsverluste und damit der Druck im unteren Teil der Retorte quadratische

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Punktionen des relativen Ausbringens sind und, um den besagten Wert nicht mit einer nachteiligen Auswirkung auf die Eigenschaften der Gasdichtheit der Retorte zu stark zu erhöhen, es besser ist, anstatt einer quantitativen Ausbeute auf eine qualitative Ausbeute des Reduktionsgases zurückzugreifen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens einschließlich Vorrichtung zur Reduktion von Metalloxiden, wodurch weitestgehend die genannten Nachteile vermieden werden. .

Darlegung des Wesens der Erfindung

Ausgehend von den dargelegten bekannten Lösungen dieses Problems und den voranstehend ausgeführten Überlegungen besteht der Gegenstand der vorliegenden Erfindung im wesentlichen darin, mit der einfachsten Technologie die vollständige und rationale Ausnutzung der Reduktionseigenschaften der zum Einsatz kommenden Kohlen zu erhalten und einen verfahrenstechnischen Spielraum hinsichtlich der Nutzung der Reaktionsgase zu lassen, die emittiert werden und deren Wiederverwendung zur Erhitzung der -Anlage v/ahlweise vorgesehen werden kann.

Das Grundkonzept der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß ein Strom von Schwelgasen und Reaktionsgasen vorgesehen wird, der die gleiche Richtung wie die Charge hat ohne Rücksicht auf die gewählten Arbeitsverfahren, bei denen es sich somit um Retorten und positiven Gasdruck oder Retorten und negativen Gasdruck handeln kann.

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Handelt es sich um Retorten mit positivem Gasdruck, so muß die Beschickung durch eine Doppelkammer mit gasdichten Ventilen vorgenommen werden, so daß durch die spontane Gleichgewicht seinstellung, wie man das bei den bestehenden Anlagen kennt, ein freiwilliger Abtrieb der-Gase auftritt, wobei die Austrittsöffnung jedoch an einer geeignet gewählten Stelle des Ofengestells angeordnet wird« Bei Anwendung von Retorten mit negativen Gasdrücken sorgt eine Ventilationseinrichtung für den erforderlichen Unterdruck, damit es an der Beschickungsbühne zu keinem Gasaustritt kommt.

Darüber hinaus wird nach einer weiteren Variante zur Verbesserung der Zuverlässigkeit und Sicherheit der Anlagen durch Injektion eines nichtbrennbaren Gases in die Beschickungszonen ein gasdichtes System vorgesehen*

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit den Strömungen in der gleichen Richtung bieten sich die folgenden wichtigen Vorteile:

1, Das möglicherweise in der Beschickung enthaltene V/asser, besonders wenn diese nicht vorgewärmt worden ist, wird in Dampf und damit in Wassergas umgewandelt, - ein sehr gut brennbares und insbesondere ein gutes Reduktionsmittel.

2. Die gesamten Kohledestillationsprodukte, die sich überwiegend aus Wasserstoff zusammensetzen, tragen wesentlich zur Reduktion der Oxide bei, und die Aufbereitung erfolgt während des gesamten Reduktionszyklus.

3· Proportional zur Abnahme ihrer Reduzierbarkeit wird ein verbessertes "Spülen" der zu reduzierenden Mineralien erreicht.

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4. In. Abhängigkeit von der geringer werdenden Kohlemenge, die in der absinkenden Beschickung vorliegt, wird eine Verbesserung des Austausches zwischen Reduktionsgasen und Kohle erhalten·

5* In den Zonen einer stärkeren Reaktion wird ein verbesserter Wärmeaustausch erzielt.

6# Am Ofengestell kann ein Gas mit einem hohen Wärmewert und in einer solchen Menge erhalten werden, daß erforderlichenfalls der gesamte Wärmebedarf der eigenen Anlage gedeckt werden kann.

Unter Bezugnahme auf die beigefügten und nicht als einschränkende Beispiele gedachten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend im Detail beschrieben:

Pig« 1: ist ein Querschnitt durch einen vertikalen Retortenofen nach dem bisherigen Stand der Technik zur Durchführung der bekannten, erwähnten Reduktionsverfahren;

Pig. 2: ist ein Querschnitt durch einen vertikalen Retortenofen, der für die Durchführung des gemäß der vorliegenden Erfindung verbesserten Reduktionsverfahren geeignet ist;

Fig. 3i ist ein Querschnitt ähnlich Pig. 2, der den Ofen gemäß einer Variante der vorliegenden Erfindung zeigt;

Pig. 4: ist ebenfalls ein axialer Querschnitt eines vertikalen Retortenofens gemäß einer weiteren Variante der vorliegenden Erfindung.

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Ausführimgsbeispiel

Beginnend mit Pig. 2 wird eine technische Lösung hinsichtlich des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei dem die Gase in der gleichen Richtung wie· die Beschickung strömen, worin die Gase innerhalb der Retorte unter Druck stehen und durch einen Schacht (20) freiwillig austreten, der vorzugsweise ira Kühlmantel (21) eines Behälters (32) angeordnet sein kann· Die Beschickung (K) wird in die Kammer (22) gegeben, die ein Ventil (23) aufweist und gasdicht ausgestattet ist. Wenn die gewünschte Menge (24) von der Zone (2) aufgenommen worden ist, wird Ventil (23) geschlossen und das Ventil (25) einer unteren Kammer geöffnet. Der Behälter (26) ist mit Wänden (27) versehen, die eine feuerfeste Auskleidung aufweisen. Dieser Schritt kann mit Hilfe von Regeleinrichtungen oder sonstigen automatischen Geräten in Abhängigkeit vom gewünschten Füllstand ausgeführt werden.

Im Verlaufe ihrer abwärts gerichteten Bewegung gelangt die Beschickung nach und nach in die Retorte (S). Im ersten Abschnitt (28) der Retorte wird die Beschickung allmählich auf eine hohe Temperatur gebracht und vollständig getrocknet und dabei die flüchtigen Kohlebestandteile abgetrieben.

Die Gesamtheit der Gase und Dämpfe, die keinen anderen Weg haben, wird nach unten durch die gesamte Retortenbeschickung hindurch getrieben, und zwar mit den geeigneten Temperaturen, auf die sie mit Hilfe der Brennerbatterien (29; 30; 31) in. einem Ofen (F) entsprechend den unterschiedlichen Zonen der Retorte gebracht v/erden.

Ein geeignetes Profil der Retorte (Eiffel-Turm) kann den Beschickungsverlust entlang derselben auf ein Minimum herabsetzen, indem eine mit der zunehmenden Gasströmung und der

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wachsenden Verdichtung der Charge breiter werdende Durchtritt sflache gewählt wurde· Darüber hinaus kann durch die Erhöhung der sich der Charge überlagernden Geschwindigkeit der Gase eine erhebliche Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit der Masse gerade in der Zone erreicht werden, in der eine Temperaturgleichförmigkeit besonders benötigt wird*

Im unteren Teil der Retorte wird die Charge im Behälter (32) gekühlt, der mit einem Kühlmantel (21) ausgestattet ist und in dem ein Sammelrohr (33) ausgebildet wird, um die Gase zu besagtem Schacht (20) zu treiben, durch den sie an ihren Bestimmungsort befördert werden. Der Abstich des Enderzeugnisses am Ende des Prozesses kann in mehrfacher Weise vorgenommen werden, z. B. mit einem Schneckenextruder (33) _s der eine gasdichte Kammer (34) füllt, die mit einem Ventil (35) ausgestattet ist, gefolgt von einer gasdichten Kammer (36), die wiederum mit einem Ventil (37) ausgestattet ist, das in rhythmischer Polge eine bei (38) vorgesehene Spülvorrichtung beschickt.

Die voranstehend beschriebene Lösung mit Gasdruck erfordert zweifellos Retorten, die eine gute Gasdichtheit aufweisen sowie gegenüber dem Druck in ihnen widerstandsfähig sind, der durch die Gesamtheit der Gasbildungsreaktionen erzeugt wird. Das an der Austrittsöffnung des Schachtes vorhandene Gas wird jedoch einen Druck aufweisen, der ausreichend ist, um es für verschiedene Einrichtungen zu nutzen, und kann bei seinem Austritt jede fühlbare Wärme enthalten, die mit dem speziellen Zweck vereinbar ist.

Die Variante in Pig. 3> in der die Teile, die denen der vorangegangenen Beschreibung entsprechen oder ähnlich sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, bezieht sich auf ein Verfahrensschema, in dem die gleiche Strömungsrichtung

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der Gase und der Beschickung mit Hilfe einer geeignet ausgeführten Absauganlage (42) erhalten wird, die sich im unteren Teil der Retorte befindet« Hinsichtlich der in Bezug auf Pig« 2 beschriebene Lösung ist festzustellen, daß die Beschickung (K) in Pig. 3 die größte Vereinfachung darstellt, indem der gewünschte Füllstand der Retorte (S) einfach durch Gravitation erreicht wird und die Charge direkt in den oberen Beschickungsteil (BG) der Retorte gegeben wird. Andererseits müssen die Reaktionsgase, die aus dem unteren Schacht (20) austreten, abschließend in einem geeigneten Wärmeaustauscher (39) gekühlt v/erden, in den die Kühlflüssigkeit bei (40). eintritt und bei (41) zur Wiederaufbereitung abgezogen wird. Diese ist notwendig, weil der Abzug

(42) nur geringe Betriebstemperaturen zuläßt.

Weiterhin ist es unumgänglich, in das Abzugrohr eine Drossel

(43) einzubauen, die durch eine geeignete Vorrichtung geregelt wird und dem Beschickungsteil (BG) der Retorte einen Druck von nahezu Null verleiht«

Bei der voranstehend beschriebenen Variante ist es nahezu unmöglich, eine Einbuße an Reduktionsgasen in Richtung auf die Verbrennungskammer hinnehmen zu müssen, da im Palle einer unzulänglichen Dichtheit der Retorte die Reduktionsgase durch die Verbrennungsprodukte der Brenner (29; 30; 3D verdünnt v/erden würden. Die Notwendigkeit einer Kühlung der Abgase hat einen Verlust an fühlbarer Wärme derselben sowie eine sehr aufwendige Regelung der Druckminderung der Retorte zur Polge. Der Ventilator (42) kann die Gase wiederum auf einen Druck bringen, ausreichend für ihre Förderung auch zu entfernten Abnehmern. ,

Die Variante von Pig. 4 hat die Aufgabe der Erzeugung einer Strömung von Gasen in der gleichen Richtung wie die Beschik-

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kung ohne die Zwischenschaltung von mechanischen Ventilen, die infolge der möglichen Verkrustung und der Gefahr von Überdrücken in den Retorten zu Dichtungsschwierigkeiten führen können. Gemäß dieser Variante wird im oberen Bereich der Retorte ein künstlicher Gegendruck ersielt, d. h, in der Beschickungszone, indem eine Eindüsung einer geeigneten Menge eines nichtbrennbaren Gases vorgenommen wird. Gleichzeitig Y/ird für eine geringfügige Entspannung gesorgt, um das Einströmen der Reaktionsgase aus der Innenseite der Retorte zu erleichtern. Die Pig. zeigt die Zugabe der Charge (K) durch eine geeignete Dosierungsvorrichtung (50) in einem Beschikkungstrichter (51 )> dessen Form die Förderung der Charge durch ein ausreichend schmales, vertikales Rohr (52) ermöglicht. Das Rohr (52) ist mit dem oberen Teil der Retorte (S) durch ein dichtes Verbindungsstück (G) verbunden, durch das die freie vertikale Ausdehnung der Retorte ermöglicht wird, ohne daß sie die Last des Trichters (51) übernehmen muß.

Um den Abruf der Beschickung zu programmieren und die Kontinuität der Retortenbeschickung aufrecht zu erhalten, werden FüllStandsanzeigen (nicht gezeigt) vorgesehen. Der obere Teil der Retorte ist darüber hinaus mit einem von der Seite angeblasenen Brenner (54) ausgestattet und dieser wiederum mit einer drosselnden und unterbrechenden Klappe- (54a), die durch ein ö'lhydraulisches automatisches System (54b) gesteuert wird.

Aus dem Brenner (54) können geringfügige Mengen von Reaktionsgasen heraustreten, weshalb sie aus ökologischen Gründen abgefackelt werden. Die Charge (K) wurde nach ihrer Passage durch den oberen Teil der Retorte (S) getrocknet und vorgewärmt und fällt weiter nach unten, wo sie mit Hilfe der Brenner des Ofens (P) erhitzt wird und die Verbrennungsprodukte in den Schacht (55) durch den Raucheintritt (56 und 57) hochsteigen, die zur Regelung der Wärme in der oberen Zone der Retorte abstellbar und drosselbar sind.

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Entsprechend dem Ofengestell wird die Charge nach der Behandlung in der Retorte durch die Kühlmäntel (59) geschickt und kontinuierlich mit Hilfe eines Schneckenförderers abge~ zogen· Das gesamte Material sammelt sich am Ventil (61) und wird von da aus mit Hilfe eines weiteren Ventils (63) und eines Bandförderers (64) entleert.

Im oberen Bereich des durch das Ventil (61) abgesperrten Behälters ist ein vertikaler Schacht (65) angeordnet und mit einem explosionsgeschützten Ventil (65a) versehen. Dieser Schacht wird mit Hilfe eines Ejektors (67) bei leichtem Unterdruck gehalten, der über eine Wasserdüse (68) betätigt wird·- Der Unterdruck wird mit größter Genauigkeit mit Hilfe eines speziellen Regelventils (69) gesteuert, das sein Signal von einer Sonde (70) erhält, die im unteren Teil der Retorte eingeführt ist. Die Reaktionsgase werden daher abgesaugt und im Ejektor (67) gewaschen, wobei der Staub in dem mit einer Fördervorrichtung ausgestatteten Kanal (66) fällt und vom Schlamm abgetrennt wird. Die Gase folgen dem Rohr (71) und werden zur Weiterverwendung über den Austritt (72) geschickt.

Mit der eben beschriebenen Variante werden die folgenden Vorteile erzielt:

- die relativ leicht mögliche Regelung der Druckbedingungen im oberen und unteren Teil der Retorte, um einen teilweisen oder vollständigen Gleichstrom zu bewirken;

- das Fehlen mechanischer Dichtungselemeiite im oberen Teil der Retorte;

- die größte. Einfachheit der Passage der in herkömmlicher Weise von unten nach oben im Gleichstrom strömenden Gase durch einfache Anhebung des Flüssigkeitsniveaus im Kanal (66) sowie Öffnung der Drossel 054a), sowie

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- die mögliche Regelung der Wärmebelastung durch Absperren der Ventile (56 und 57)·

Während das Prinzip der Erfindung unverändert bleibt, können selbstverständlich die Details der Ausführung des Verfahrens und die Verkörperungen der Anlagen in Bezug auf diejenigen stark variiert werden, die als nicht einschränkende Beispiele beschrieben und illustriert worden sind, ohne dabei vom geforderten Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen.

Claims

1· Verfahren zur Reduktion von Metalloxiden, bestehend aus der Erhitzung von Pellets des Metalloxids in Gegenwart eines festen Reduktionsmittels in einer Retorte, gekennzeichnet dadurch, daß die gasförmigen Reaktionsprodukte veranlaßt werden, sich mindestens teilweise im Gleichstrom mit der Strömung srichtung der Charge zu bewegen»

2« Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Charge nach unten durch eine im wesentlichen gasdichte Retorte mit einem Gasaustritt in ihrem unteren Bereich durchgeführt wird, wobei der Austritt der Gase durch eine spontane Gleichgevrichtseinstellung im unteren Teil der Retorte bewirkt wird.

3» Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Charge abwärts durch eine Retorte mit einem negativen Druckgradienten geleitet wird, der darin mit Hilfe eines im unteren Teil der Retorte befindlichen Abzugs erzeugt wird»

4» Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein nichtbrennbares Gas in die Beschickungszone im oberen Teil der besagten Retorte eingedüst wird, um den oberen Teil der genannten Retorte gasdicht zu machen.

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der genannten Leitung, sowie

- eine Ausstoßvorrichtung für den gasdichten Auszug und die Entleerung der Charge.

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- einer Vorrichtung zur Kühlung der Charge,.die aus der Retorte kommt, und

- einer Ausstoßvorrichtung für den im v/esentliehen gasdichten Auszug und die Entleerung der Charge.

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- einer zweiten, am Austritt der besagten ersten Entleerungskammer angeordneten Entleerungskammer;

- einem ersten gasdichten Ausstoßventil, das zwischen der genannten ersten und zweiten Entleerungskammer angeordnet ist;

- einem zweiten gasdichten Ausstoßventil, das am Austritt der genannten zweiten Entleerungsakmmer angeordnet ist;

- einer zweiten Entleerungskarnmer, die am Austritt der ersten Entleerungskammer angeordnet ist;

- einem ersten gasdichten Entleerungsventil zwischen erster und .zweiter Entleerungskammer;

- einem zweiten gasdichten Entleerungsventil am Austritt der zweiten Entleerungskammer·

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geführt wird, wodurch, die Umwandlung des Dampfes in ein reduzierendes und brennbares Wassergas möglich wird,

5» Verfahren nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß das feste Reduktionsmittel aus Pechkohle und/oder reaktionsfähigem Koks besteht.

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Erfindungsanspruch

6· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der bei der Chargentrocknung entstehende Dampf im Gleichstrom durch die gesamte, in der Retorte enthaltene Charge zwangs-

7· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das aus der Retorte erhaltene brennbare Gas mit hohem Heizwert als Verbrennungsgas für weitere Anwendungszwecke verwendet wird·

8« Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1 bis'7, gekennzeichnet dadurch, daß sie besteht aus:

- mindestens einer Retorte;

- einer ersten und einer zweiten Besc.hickungskammer, die sich im oberen Teil der besagten Retorte befindet;

- einem ersten und einem zweiten gasdichten Ventil, das sich im unteren Teil der besagten ersten bzw. zweiten Beschikkungskammer befindet;

- einem gasdichten Schacht im unteren Teil der besagten Retorte zum spontanen Austritt der im Gleichstrom mit der Charge dort durchströmenden Gase;

- Heizvorrichtungen zur Beheizung der besagten Retorte;

- Kühlvorrichtungen zur Kühlung der aus der besagten Retorte austretenden Charge und

- Ausstoßvorrichtungen für den im wesentlichen gasdichten Abzug und Abgabe der Charge·

9· Vorrichtung nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß die genannten Ausstoßvorrichtungen bestehen aus:

- einem Schneckenförderer;

- einer ersten, am Austritt des besagten Schneckenförderers angebrachten Entleerungskammer;

10· Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 3» gekennzeichnet dadurch, daß sie besteht aus:

- mindestens einer Retorte mit einer offenen Beschickungsgicht in ihrem oberen Teil;

- Beschickungsvorrichtungen für die unmittelbare Zuführung der Charge in die Beschickungsgicht der Retorte mit'Hilfe der Schwerkraft;

- einem gasdichten Schacht, der im unteren Teil der Retorte angeordnet ist;

- einem innerhalb der Gasableitung· angeordneten Abzug;

- Vorrichtungen zum Wärmeaustausch, die zur Kühlung der durchströmenden Gase in der Gasableitung oberhalb des Abzugs angeordnet sind;

- Drosselvorrichtung zur Regelung des Drucks an der Beschikkungsgicht der Retorte;

- einer Vorrichtung zur Erhitzung der Retorte;

11. Vorrichtung nach Punkt 10, gekennzeichnet dadurch, daß die Ausstoßvorrichtung besteht aus:

- einem Schneckenförderer;

- einer ersten Entleerungskammer, die am Austritt des Schneckenförderers angeordnet ist.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß sie besteht aus:

- mindestens einer Retorte;

- einem mit dem oberen Teil der Retorte mit Hilfe der Vorrichtung einer gasdichten Expansionskupplung verbundenen Zu-. führschacht;

- einem Beschickungstrichter, der sich am Eintritt des Zufuhrschachtes befindet;

- einem Rohr, das in den Zuführschacht mündet;

- einer Vorrichtung zur Eindüsung von nichtbrennbarem Gas durch die genannte Rohrleitung in die Retorte;

- einer Vorrichtung zur steuerbaren Beheizung der Retorte;

- einer Vorrichtung zur Kühlung, die mit dem unteren Teil der Retorte gasdicht zur Kühlung der Charge verbunden ist, die aus der Retorte austritt;

- einer Gasableitung, die sich im Bereich der Kühlvorrichtung befindet; '

- einer Druckminderungsvorrichtung innerhalb der Gasableitung ρ,Μ-η die Schaffung eines regelbaren Unterdrucks innerhalb

13» Vorrichtung nach Punkt 12, gekennzeichnet dadurch, daß die Ausstoßvorrichtung aus einem Schneckenförderer besteht, mindestens einer Sammel- und Entladekammer sowie einem Spülventil, das jeweils mit der genannten Sammel- und Entladekammer verbunden ist.

14· Vorrichtung nach Punkt 12, gekennzeichnet dadurch, daß mindestens ein seitlicher Reaktionsgasaustritt, verbunden mit dem oberen Teil der Retorte für den Einsatz im Falle eines Überdruckes innerhalb der besagten Retorte, angeordnet ist.

15· Vorrichtung nach Punkt 14, gekennzeichnet dadurch, daß · ein Absperr- und Teilvent.il im genannten Gasaustritt zur Hinderung und Steuerung der Menge des Reaktionsgases, die innerhalb der Retorte nach unten geschickt wird, angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach Punkt 12, gekennzeichnet dadurch, daß die genannte Vorrichtung zur Druckminderung aus einem Luftsauger und einer Nachweisvorrichtung für die automatische Ansteuerung des Luftsaugers in Abhängigkeit vom Druck besteht, der im unteren Teil der Retorte nachgewiesen wird,

17· Vorrichtung nach Punkt 16, gekennzeichnet dadurch, daß der Luftsauger ein Wasserejektor ist.

18, Vorrichtung nach Punkt 12, gekennzeichnet dadurch, daß ein explosionsgeschütztes Ventil innerhalb der genannten Gasableitung sowie eine Vorrichtung zum Waschen der Gase, die durch die Gasableitung strömen, angeordnet sind, sowie eine Entleerung des aus ihnen ausgewaschenen Schlamms vorgesehen ist.

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