DE2527097A1 - Gas mixt. prodn. for ore redn. - by partial combustion of carbon contg. materials washing and heating - Google Patents

Gas mixt. prodn. for ore redn. - by partial combustion of carbon contg. materials washing and heating

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DE2527097A1 DE19752527097 DE2527097A DE2527097A1 DE 2527097 A1 DE2527097 A1 DE 2527097A1 DE 19752527097 DE19752527097 DE 19752527097 DE 2527097 A DE2527097 A DE 2527097A DE 2527097 A1 DE2527097 A1 DE 2527097A1
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Abstract

Prodn. of gas mixts. part of which is purified and recycled and the remainder burnt to provide heat is described. The fresh gas is made by (A) partial oxidn. of fuels contg. carbon and hydrogen (e.g. naphtha, heavy or light oils, coals, brown coal or peat) with O2 and steam and/or CO2, (B) washing out carbon, CO2 and S cpds. from the gas, (C) mixing with recycled gas, and (D) reheating to 800-1000 degrees C by the heat of combustion of part of the used gas. A higher proportion of the combustion heat of the original fuel (i.e. 55-65%) is available for ore redn., giving substantial energy savings. Any fuel may be used, and the process is not limited by availability of methane or natural gas.

Description

Verfahren zur Erzeugung von Gasen für die Reduktion von oxidischen rzen, insbesondere Eisenerzen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Gasen für die Reduktion von oxidischen Erzen, insbesondere Eisenerzen, die Kohlenoxid und Wasserstoff enthalten und die in 3ezuS auf das zu reduzierende Erz im Überschuß angewandt werden, wobei ein Teil des Abgases aus dem Reduktionsprozeß nach Kühlung, Entstaubung und Auswaschung von Kohlendioxid dom Reduktionsprozeß im Kreislauf wieder zugeführt und ein anderer Teil aus dem Kreislauf ausgeschleust und im Reduktionsprozeß für Heizzwecke benutzt wird und eine der ausgeschleusten und verbrauchten Gasmenge entsprechende enge von Kohlenoxid und wasserstoff enthaltendem Frischgas in den Kreislauf eingeschleust wird. Process for the production of gases for the reduction of oxidic ores, in particular iron ores The invention relates to a method of production of gases for the reduction of oxidic ores, especially iron ores, the carbon oxide and hydrogen and those in 3ezuS on the ore to be reduced in excess be applied, with part of the exhaust gas from the reduction process after cooling, Dust removal and leaching of carbon dioxide dom the reduction process in the cycle again fed and another part discharged from the cycle and in the reduction process is used for heating purposes and one of the discharged and used amount of gas corresponding close of carbon oxide and hydrogen-containing fresh gas in the Cycle is introduced.

Sie betrifft inssesondere die Erzeugung des Frischgases, das zum Ersatz des aus dem Kreislauf ausgeschleusten Gasanteiles dient.It relates in particular to the generation of fresh gas that is used as a replacement of the gas portion discharged from the circuit is used.

Es Ist bekannt, diesen Gasanteil durch Umsetzung von E-zSas oder ethan zu Kohlenoxid und wasserstoff herzustellen (Marincek, Redox-Rundschau, Heft 5 1966 Seiten 280 bis 290).It is known that this proportion of gas is produced by the implementation of E-zSas or ethane to produce carbon oxide and hydrogen (Marincek, Redox-Rundschau, Heft 5 1966 Pages 280 to 290).

Dabei wird die Umsetzung an Katalysatoren unter Zugabe von Wasserdampf oder Kohlendioxid kontinuierlich oder periodisch durchgeführt (Nitzschke und Keller, Erdöl und Kohle 1973 Seiten 132 bis 139) und die benötigte Umsetzungswärme wird durch indirekte Beheizung zugeführt (Bogdandy, Stahl und Eisen 82 1962 Seiten 869 bis 883).The reaction is carried out on catalysts with the addition of steam or carbon dioxide carried out continuously or periodically (Nitzschke and Keller, Petroleum and Coal 1973 pages 132 to 139) and the required heat of conversion supplied by indirect heating (Bogdandy, Stahl und Eisen 82 1962 pages 869 to 883).

Diese Verfahren sind an die Verfügbarkeit von Erdgas oder Methan ausreichender Qualität gebunden, die nicht an allen Orten gegeben ist. Sie hängen auch ab von dem thermischen Wirkungsgrad der Beheizungssysteme und außerdem werden wegen der hohen anzuwendenden Temperaturen und der Zusammensetzung der Umsetzungsgase spezielle Werkstoffe von hoher Resistenz benötigt, die nur in begrenzte Mengen zur Verfugung stehen.These methods are more sufficient in terms of the availability of natural gas or methane Quality bound, which is not given in all places. They also depend on the thermal efficiency of the heating systems and also because of the high temperatures to be used and the composition of the reaction gases special Materials of high resistance required, which are only available in limited quantities stand.

Bekannt sind auch Verfahren für die Bereitung des Reduktionsgases, bei denen Koks, Kohle oder Erdgas mit Kohlendioxid und Wasserdampf unter Einsatz von elektrischer Energie bei 1 0000 C umsetzt werden (Stahlhed, Metals 9 1957 Seiten 246 bis 249).Processes for the preparation of the reducing gas are also known, where coke, coal or natural gas with carbon dioxide and water vapor are used of electrical energy at 1 0000 C (Stahlhed, Metals 9 1957 pages 246 to 249).

Das erzeugte ungereinigte Gas enthält Bestandteile, die den Reduktionsprozeß stören, z.B. Schwefelverbindungen (Archiv für das Eisenhüttenwesen 1960 Heft 5 (Mai) Seiten 271 bis 277), sowie Staub und Ruß und es kann keine in Bezug auf Schwefel- und Kohlenstoff-Gehalt definierte Qualität von Eisenschwamm nach diesen Verfahren erzeugt werden.The generated unpurified gas contains components that the reduction process disturb, e.g. sulfur compounds (Archiv für das Eisenhüttenwesen 1960 issue 5 (May) Pages 271 to 277), as well as dust and soot and there can be none in relation to sulfur and carbon content defined quality of sponge iron according to this process be generated.

Weiterhin ist ein Verfahren zur Herstellung von Reduktionsgas bekannt, bei dem Erdgas mit Wasserdampf partiell in periodisch aufgeheizten Öfen oxidiert wird (Metals 1959 Seiten 315 bis 318). Jedoch hat das auf diese Weise erzeugte Reduktionsgas ein für die Erzreduktion ungünstig hohes Wasserstoff : Kohlenoxid-Verhältnis von etwa 4,6 und einen unwirtschaftlichen Cxidationsgrad von mehr als Pj % und bedarf daher vor seiner Verwendung als Reduktionsgas für Erze einer weiteren aufwendigen Aufarbeitung.Furthermore, a method for producing reducing gas is known, in the case of natural gas partially oxidized with steam in periodically heated ovens becomes (Metals 1959 pages 315 to 318). However, that has to do with this In this way, reducing gas generated hydrogen which was unfavorably high for ore reduction : Carbon oxide ratio of about 4.6 and an uneconomical degree of oxidation of more than Pj% and therefore required before it can be used as a reducing gas for ores another complex work-up.

Allen bekannten Verfahren ist gemeinsam, daß sie einen sehr hohen spezifischen Wärmeverbrauch haben, der bezogen auf eine Tonne Roheisen bei Erdgasbasis von 3,3 x 106 bis 5,9 x 106 Kcal beträgt, wovon nur ein verhältnismäßig kleiner Teil für die Erzreduktion genutzt wird.All known methods have in common that they have a very high have specific heat consumption based on one tonne of pig iron based on natural gas from 3.3 x 106 to 5.9 x 106 Kcal, of which only a relatively small amount Part is used for ore reduction.

Bei einem weiteren aus der Literatur bekannten Verfahren (Redox-Rundschau 1966 Seiten 280 bis 290) wird Reduktionsgas durch partielle Oxidation von Heizöl erhalten, wobei dieses Frlschgas mit Abgasen aus dem Reduktionsprozeß vermischt und die Mischung an verschiedenen Stellen in der. Reduktionsschacht eingeführt wird. Dabei wird das Frischgas ungekühlt, uncewaschen und nicht entschwefelt, also mit seinem gesamten Gehalt an Wasserdampf, kohlendioxid, Schwefelverbindungen und Ruß in den Reduktionsprozeß eingeführt. Auch nach diesem Verfahren kann eine gleichbleibende Qualität an Eisenschwamm nicht erzeugt werden.In another method known from the literature (Redox-Rundschau 1966 pages 280 to 290) becomes reducing gas through partial oxidation of heating oil obtained, this fake gas mixed with exhaust gases from the reduction process and the mix in different places in the. Reduction shaft is introduced. The fresh gas is not cooled, washed and not desulfurized, i.e. with its total content of water vapor, carbon dioxide, sulfur compounds and soot introduced into the reduction process. Even after this procedure, a constant Quality of sponge iron cannot be produced.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist es nun, neue Verfahren zur Herstellung von Reduktionsgasen für Erze vorztzschl2gen, die wirtschaftlicher als die bisher bekannten sind und dabei alle vom Reduktionsprozeß her geforderten Pararneter und Eigenschaften zur Erzeugung von Eisenschwamm gleichbleibender Qualität, wie Oxidationsgrad, eingangstemperatur in den Reduktionsprozeß, Wasserstoff : Kohlenstoff-Verhältnis, Wasserdampf : Kohlendioxid-Verhältnis und Schwefel - und Rußfreiheit gewähren, wobei die gesamte breite Palette der in der Welt verfügbaren kohlenstoff- und wasserstoffhaltigen Stoffe einsetzbar sind.The object on which the invention is based is now to develop new methods for the production of reducing gases for ores, which are more economical than those previously known and all of them required by the reduction process Pararneter and properties for the production of sponge iron of constant quality, such as degree of oxidation, entry temperature into the reduction process, hydrogen: carbon ratio, Water vapor: ratio of carbon dioxide and sulfur - and soot-free granting the full wide range of carbon dioxide available in the world and hydrogen-containing substances can be used.

Für ein Verfahren der eingangs definierten Art ird für die Lösung und Aufgabe vorgeschlagen, daß das aus dem Reduktionskreislauf ausgeschleuste und verbrauchte Gas ersetzt wird durch einen Kohlenoxid und Wasserstoff enthaltenden frischen Gasstrom, der in an sich bekannter Weise durch partielle Oxidation von Kohlenwasserstoffen aller Art, z.B. Naphtha, schweren und leichten Ölen, sowie Steinkohle, Braunkohle und Torf mit Sauerstoff und Wasserdampf und bzw. oder Kohlendiov d hergestellt und aus dem vor seiner Zumischung zu dem Reduktionskreislaufgas Ruß, Kohlendioxid und Schwefelverbindungen ausgewaschen und Wasserdampf auskondensiert und gemeinsam mit dem Reduktionskreislaufgas mittels des aus dem Kreislauf ausgeschleusten Gasanteiles auf 800 bis 1 0000 C wIeder aufgeheizt wird.For a method of the type defined at the outset, it is used for the solution and task suggested that the ejected from the reduction cycle and Used gas is replaced by one containing carbon oxide and hydrogen fresh gas stream, which in a known manner by partial oxidation of Hydrocarbons of all kinds, e.g. naphtha, heavy and light oils, as well as hard coal, Brown coal and peat produced with oxygen and water vapor and / or Kohlendiov d and from the soot, carbon dioxide before it is admixed with the reducing cycle gas and sulfur compounds washed out and water vapor condensed out and together with the reduction cycle gas by means of the gas portion discharged from the cycle is re-heated to 800 to 1 0000 C.

Erfindungsgemäß ist nunmehr die Basis für die Herstellung des Frischgasstromes wesentlich erweitert und auf Kohlenpe»*~ffie stoff und Wasserstoff enthaltende Materialien aller Art mit mehr als einem C-Atom im Molekül, aliphatischer oder aromatischer Natur, Naphtha,Heizöl, Brennöl, junge und alte Kohlen, aber auch auf die Vorstufe der Verkohlung, z.B. Torf, sowie auch sogenannte Recycling-Stoffe der chemischen Industrie, z.B. Abfall-Kunststoff ausgedehnt worden.According to the invention, the basis for the production of the fresh gas flow is now significantly expanded and on Coal pe »* ~ ffie Materials of all kinds containing material and hydrogen with more than one carbon atom in the molecule, aliphatic or aromatic in nature, naphtha, heating oil, fuel oil, young and old coals, but also on the preliminary stage of carbonization, e.g. peat, as well as so-called recycling materials the chemical industry, e.g. waste plastic, has been expanded.

Das Wasserstoff : Kohlenoxid-Verhältnis kann hierbei ohne großen Mehraufwand durch Einschaltung einer Konvertierung 5-stufe eingestellt werden.The hydrogen: carbon oxide ratio can be used here without much additional effort can be set by activating a 5-step conversion.

Das Verfahren ist auch anwendbar für Erdgas und ethan, Hierbei ercibt sioh ein besonders hoher Ausnutzungsgrad seine Verbrennungswärme für den reduktionsprozeß selber, dadurch daß von Schwefelwasserstoff freies erdgas zum Einsatz kommt und die Auswaschung von Ruß, Kohlendioxid und Schwefelverbindungen nach der Teilverbrennung entfällt. Hierbei ist es nur notwendig, den im Kreislauf geführten Gasanteil nach der Kohlendioxidauswaschung geringfügig aufzuheizen, z.B. auf 4000 C.The method can also be used for natural gas and ethane, here ercibt sioh a particularly high degree of utilization of its heat of combustion for the reduction process itself, in that natural gas free of hydrogen sulfide is used and the leaching of soot, carbon dioxide and sulfur compounds after partial combustion not applicable. In this case it is only necessary to follow up the gas proportion carried in the circuit the carbon dioxide washout slightly, e.g. to 4000 C.

Diese Aufheizung erfolgt erfindungsgemäß mittels des aus dem Kreislauf ausgeschleusten Gasanteiles. Bei der Mischung mit dem etwa 1 4000 C heißen Gas aus der Teilverbrennung wird ein t'ischgas von etwa 9000 C erhalten, das direkt mit einem Cxidationsgrad von 4 bis 6 % in den Reduktionsofen eingeführt werden kann.This heating takes place according to the invention by means of the from the circuit discharged gas portion. When mixed with the approximately 1 4000 C hot gas the partial combustion a table gas of about 9000 C is obtained, which is directly with a degree of oxidation of 4 to 6% can be introduced into the reduction furnace.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der, daß ein großer Teil der Verbrennungswärme, nämlich 55 bis 65 X, des für die Erzeugung des Ergänzungsgases eingesetzten Kohlenstoff und Wasserstoff enthaltenden L'aterials für die Ertre-Reduktion zur Anwendung kommt. Daraus ergibt sich die große Wirtschaftlichkeit des Verfahrens.The advantage of the method according to the invention is that a large Part of the heat of combustion, namely 55 to 65%, of the generation of the supplementary gas used carbon and hydrogen-containing L'materials for the Ertre reduction is used. This results in the great economy of the process.

Der Oxidationsgrad des Reduktionsgrades wird im übrigen durch den Grad der Auswaschung von Kohlendioxid aus dem Frisch- und Kreislaufgas eingestellt. Der Oxidationsgrad ist dabei definiert CO2+H2O als der Quotient der Volumen-bzw. Mol-Anteile von .The degree of oxidation of the degree of reduction is otherwise determined by the Degree of leaching of carbon dioxide from the fresh and cycle gas adjusted. The degree of oxidation is defined as CO2 + H2O as the quotient of the volume or. Mole fractions of.

CO2+H2O+CO+H2 Zweckmäßig wird die fühlbare Wärme des Gases aus dem Reduktionsofen, das für seine weitere Aufarbeitung gekühlt werden muß, zur Erzeugung von Dampf benutzt. CO2 + H2O + CO + H2 The sensible heat of the gas is expediently extracted from the Reduction furnace, which must be cooled for its further processing, for production used by steam.

Bei der Anwendung von ethan oder Erdgas ist es auch möglich, einen Teil des aus dem Kreislauf ausgeschleusten Gases in die Teilverbrennung zurückzugeben, wenn es für die Einstellung des Oxidationsgrades des Kreislaufgases zweckmäßig erscheint.When using ethane or natural gas, it is also possible to use one To return part of the gas discharged from the circuit to the partial incineration, if it is for setting the Degree of oxidation of the cycle gas seems appropriate.

Die Erfindung wird durch die Schemafiguren 1 und 2 beispielsweise erläutert.The invention is illustrated by the schematic figures 1 and 2, for example explained.

Figur 1 ist ein Schema für den Einsatz von Heizöl und Kohlen.Figure 1 is a scheme for the use of fuel oil and coal.

Figur 2 ist ein Schema für den Einsatz von Erdgas.Figure 2 is a scheme for the use of natural gas.

In Fig. 1 wird dem Frischgas-Erzeuger 1 einerseits Heizöl oder eine Kohle-Wasser-Suspension durch Leitung 2 zugeführt und andererseits Sauerstoff durch Leitung 3. Der Sauerstoff stammt aus der Luftzerlegungsanlace 4, die die Luft duch den Luftverdlchter 5 und Leitung 6 zugeführt bekommt. Aus der Luftzerlegungsanlage 4 tritt Stickstoff durch Leitung 7 und Sauerstoff durch Leitung 5 aus und wird in dem Sauerstoffverdichter 9 komprimiert. Das Frischgas wird durch Leitung 10 abgezogen und für die Kohlendioxid- und Sch.sefelwasserstoff-Wäsche in dem Abhltzekessel 11 gekühlt; dem Abhitzekessel 11 wird Kesselspeisewasser durch Leitung 12 zugeführt und Dampf durch Leitung 12a entnommen. Ein Peil dieses Dampfes wird bei Bedarf durch Leitung 13 dem Heizöl in Leitung 2 zugegeben. Das gekühlte Frischgas tritt durch Leitung 14 in die Waschanlage 15 ein, der die ausgewaschenen Gase durch Leitung 16 entströmen und ihrer weiteren Verwendung zugeführt werden. Das gewaschene Frischgas tritt -durch Leitung 17 in den Gasmischer 18 ein. Hier wird es mit dem Gas aus dem Reduktionskreislauf aus Leitung 19 gemischt. Das Mischgas tritt durch Leitung 20 in den Vorwärmer 21 ein, in dem es mit aus dem Kreislauf ausgeschleusten Gas aus Leitung 22 auf 9000 C aufgeheizt wird. Das Abgas enteicht durch Leitung 22a. Durch Leitung 23 tritt das Reduktionsgas in den Reduktionsofen 24 ein, in dem es oxidisches Eisenerz zu Eisenschwamm reduziert. Das Eisenerz gelangt in den Reduktionsofen durch die Aufgabeeinrichtung 25, das Schwammeisen wird durch die Austragseinrichtung 26 abgezogen. Mit Erzstaub beladenes, zum Teil verbrauchtes Reduktionsgas zieht aus dem Reduktionsofen 24 durch Leitung 27 ab und wird dem Vorentstauber 28 zugeführt, den es durch Leitung 29 verläßt. Der feine abgeschiedene Erzstaub kann er bekannte Vorrichtungen in den Prozeß zurückgeführt werden. Das Reduktionsgas tritt in den Kreislaufgaskühler 30 ein, in dem es für die nasse Staub-und Kohlendioxid-Wäsche kühlt wird. Der Kühler 30 erhält Kesseispeisewasser durch die Leitung 30a; Dampf wird ihm durch Leitung 30b entnommen. Gekühltes Gas tritt durch Leitung 31 in die nasse Staubwäsche 32 ein, die das Waschwasser durch Leitung 33 ernält und aus der mit Staub beladenes Abwasser durch Leitung 34 austritt. Das entstaubte Gas tritt durch Leitung 35 aus dem Staubwascher 32 aus. Ein Teil dieses Gases wird über Leitung 22 zur Verminderung und Einstellung des Inertspiegels aus dem Kreislauf ausgeschleust und im Reduktionsprozeß selbst für Vorheizzwecke verwendet, ährenc ein anderer weil durch Leitung 36 dem Kreislaufverdichter 37 zugeführt wird. Durch Leitung 38 tritt das verdichtete Kreislaufgas in den Kohlendioxidwascher 39 ein, aus dem Kohlensäure durch Leitung 40 abgenommen wird. Das entstaubte und gewaschene Kreislaufgas wird in dem Mischer 18 mit dem Frischgasstrom vereinigt.In Fig. 1, the fresh gas generator 1 is on the one hand heating oil or a Coal-water suspension fed through line 2 and on the other hand oxygen through Line 3. The oxygen comes from the air separation unit 4, which the air through the air compressor 5 and line 6 gets fed. From the air separation plant 4 exits nitrogen through line 7 and oxygen through line 5 and is in the oxygen compressor 9 compressed. The fresh gas is withdrawn through line 10 and for scrubbing with carbon dioxide and hydrogen sulfide in the cooling boiler 11 chilled; Boiler feed water is fed to the waste heat boiler 11 through line 12 and steam withdrawn through line 12a. A bearing of this steam is carried out if necessary Line 13 is added to the heating oil in line 2. The cooled fresh gas passes through Line 14 in the washing plant 15, which the scrubbed gases through line 16 flow out and are fed to their further use. The washed fresh gas enters the gas mixer 18 through line 17. Here it is with the gas from the Reduction cycle from line 19 mixed. The mixed gas passes through line 20 in the preheater 21, in which it is discharged with gas discharged from the circuit Line 22 is heated to 9000 C. The exhaust gas is decharged through line 22a. By In line 23, the reducing gas enters the reduction furnace 24, in which it is oxidic Iron ore reduced to sponge iron. The iron ore enters the reduction furnace the feeder 25 which becomes the sponge iron through the discharge device 26 deducted. Reducing gas laden with ore dust and partly consumed draws from the reduction furnace 24 through line 27 and is fed to the pre-deduster 28, which it leaves through line 29. He is familiar with the fine ore dust deposited Devices are returned to the process. The reducing gas enters the Circulating gas cooler 30, in which it is used for wet dust and carbon dioxide washing is cooled. The cooler 30 receives boiler feed water through line 30a; steam is taken from it through line 30b. Cooled gas enters through line 31 wet dust washer 32, which the washing water through line 33 and removes the Waste water laden with dust emerges through line 34. The dedusted gas occurs through line 35 from the dust washer 32. Part of this gas is piped 22 discharged from the circuit to reduce and adjust the inert level and used in the reduction process itself for preheating purposes, another because is fed through line 36 to the cycle compressor 37. Enters through line 38 the compressed cycle gas in the carbon dioxide scrubber 39, from the carbonic acid is removed through line 40. The dedusted and washed cycle gas is combined in the mixer 18 with the fresh gas stream.

Bei dem Schema von Figur 2 wird von Erdgas ausgegangen, das frei von Schwefel ist und die günstige Verfahrensführung wird an dem Schema deutlich. Infolge des Wegfalls der Wäschen ist auch eine Kühlung des Frischgases vor der Vermischung mit Kreislaufgas nicht notwendig. Da der Kühler 11 und die Wascher 15 im Wege des Frischgases entfallen, wird das Gas aus dem Gaserzeuger 1a sofort durch die Leitung 10a dem Mischer 18a zugeführt. Da weiterhin das Frischgas dem Mischer 18a mit etwa 1 4000 C zugeführt erden kann und das Kreislauf gas aus Leitung 19 mit etwa 4000 C eintritt, entfällt auf dem Wege* zwischen dem Mischer 18a und dem Reduktionsofen 24 eine Wiederaufheizugseinrichtung. Auch muß das Gemisch aus Frisch-und Kreislaufgas nicht vorerhitzt werden, sondern nur der Kreislaufgasanteil nach der Kohlendioxidwäsche. Das verdichtete Kreislaufgas strömt durch Leitung 38a ab. Ein Teil davon geht durch Leitung 41 in den Kohlendioxidwascher 39a und durch Leitung 42 in den Vorwärmer 21a und tritt auf etwa 4000 C vorgewärmt durch Leitung 19a in den Mischer 18a ein. Das Heizgas für den Vorwärmer 21a wird aus dem Kreislauf des Reduktionsgases durch Leitung 43 entnommen. Bei Bedarf kann von dem Gas aus Leitung 43 auch zur Einstellung eines günstigen Gasgemisches ein Teil durch Leitung 44 entnommen und dem Reduktionsgaserzeuger la zugeführt werden.The scheme of Figure 2 is based on natural gas that is free of Is sulfur and the favorable process management is clear from the scheme. As a result The omission of the washes also means cooling of the fresh gas before mixing not necessary with cycle gas. Since the cooler 11 and the washer 15 by way of If fresh gas is omitted, the gas from the gas generator 1a is immediately through the line 10a fed to the mixer 18a. Since the fresh gas continues to the mixer 18a with about 1 4000 C can be supplied and the circuit gas from pipe 19 occurs at about 4000 C, is omitted on the way * between the mixer 18a and the reduction furnace 24, a reheating device. The mixture must also be made Fresh and circulating gas are not preheated, only the circulating gas portion after the carbon dioxide wash. The compressed cycle gas flows through line 38a away. A portion of it goes through line 41 into carbon dioxide scrubber 39a and through Line 42 enters preheater 21a and enters preheated to about 4000 C through line 19a in the mixer 18a. The heating gas for the preheater 21a is taken out of the circuit of the reducing gas taken through line 43. If necessary, from the gas Line 43 also for setting a favorable gas mixture a part by line 44 are removed and fed to the reducing gas generator la.

Die Erfindung wird weiterhin durch drei Beispiele erläutert.The invention is further illustrated by three examples.

1. Beispiel Zum Einsatz kommt Erdgas Analyse des Erdgases: N2 + A 5.0 Vol. % O2 0.1 " " CH4 93.9 " " CO2 1.0 Heizwert (H0) wasserfrei: 8.900 Kcal/Nm³ der Leitung 20a GasbiInz für 1 000 Tonnen Eisenschwamm in 24 Stunden Vol. % Frischgas Kreislauf- Reduktions- Ausschleuß- gas gas gas CO + H2 90.70 85.20 87.45 66.80 CH4 + A + N2 2.10 12.00 8.00 9.50 CO2 1.30 2.30 1.90 20.00 CO + H2-Men- ge Nm³/h 31.000 44.000 75.000 5.000 Wärmebilanz: Einsatz 12.300 Nm³/h Erdgas 110 x 106 Kcal 6 t/h Dampf von 5 ata 3 x 106 " 113 x 106 Kcal Die Menge des Ausschleußgases beträgt 5.000 Nm3/h CO + H2 Daraus ergibt sich der Ausnutzungsgrad für CO + H2 von ca.1st example Natural gas analysis of the natural gas is used: N2 + A 5.0 vol.% O2 0.1 "" CH4 93.9 "" CO2 1.0 calorific value (H0) anhydrous: 8,900 Kcal / Nm³ of line 20a GasbiInz for 1,000 tons of sponge iron in 24 hours Vol.% Fresh gas cycle reduction discharge gas gas gas CO + H2 90.70 85.20 87.45 66.80 CH4 + A + N2 2.10 12.00 8.00 9.50 CO2 1.30 2.30 1.90 20.00 CO + H2 men- ge Nm³ / h 31,000 44,000 75,000 5,000 Heat balance: Use 12,300 Nm³ / h natural gas 110 x 106 Kcal 6 t / h steam of 5 ata 3 x 106 "113 x 106 Kcal The amount of discharge gas is 5,000 Nm3 / h CO + H2 This gives the degree of utilization for CO + H2 of approx.

84 %.84%.

Wärmeverbräuche und Verluste entstehen durch: Produzierten Eisenschwamm von 8000 C 6.7 x 106 Kcal Kreislaufgaskühlung 13.6 x 106 " CO2-Wäsche 15.3 x 106 " Reduktion 71.0 x 106 " Abgas des Vorwärmers 4.8 x 106 " Allgemeine Wärmeverluste 2.6 x 106 113.0 x 106 Kcal Der spezifische Wärmeverbrauch bezogen auf den oberen Heizwert des Einsatzstoffes beträgt damit 2,7 x 10° Kcal pro Tonne Eisenschwamm.Heat consumption and losses result from: Produced sponge iron from 8000 C 6.7 x 106 Kcal circulation gas cooling 13.6 x 106 "CO2 washing 15.3 x 106 "Reduction 71.0 x 106" Flue gas from the preheater 4.8 x 106 "General heat losses 2.6 x 106 113.0 x 106 Kcal The specific heat consumption related on the upper calorific value of the feedstock is 2.7 x 10 ° Kcal per ton Sponge iron.

2. Beispiel Zum Einsatz kommt Heizöl Analyse des Heizöles: C 85.10 Gew. % H2 11.30 " " N2 0.08 " " S 3.50 " lt Asche 0.02 " n Heizwert (Ho) wasserfrei: 10.400 Kcal/kg Gasbilanz für 1 000 Tonnen Eisenschwamm in 24 Stunden. Vol. % Frischgas Kreislauf- Reduktions- Ausschleuß- gas gas gas CO + H2 97.50 87.30 92.00 69.80 CH4 + A + N2 1.00 4.80 3.00 3.20 CO2 1.00 7.00 4.30 23.00 H2O 0.50 0.90 0.70 4.00 S 0.01 - 0.01 0.01 CO + H2-Men- ge Nm³/h 37.000 38.000 75.000 11.000 Wärmebilanz: Einsatz 12.8 t/h Heizöl von H0 10.400 Kcal/kg = 133 x 106 Kcal/h.2nd example Heating oil is used. Analysis of heating oil: C 85.10 wt.% H2 11.30 "" N2 0.08 "" S 3.50 "lt ash 0.02" n calorific value (Ho) anhydrous: 10,400 Kcal / kg gas balance for 1,000 tons of sponge iron in 24 Hours. Vol.% Fresh gas cycle reduction discharge gas gas gas CO + H2 97.50 87.30 92.00 69.80 CH4 + A + N2 1.00 4.80 3.00 3.20 CO2 1.00 7.00 4.30 23.00 H2O 0.50 0.90 0.70 4.00 S 0.01 - 0.01 0.01 CO + H2 men- ge Nm³ / h 37,000 38,000 75,000 11,000 Heat balance: Use 12.8 t / h heating oil of H0 10,400 Kcal / kg = 133 x 106 Kcal / h.

Ausgeschleust werden pro Stunde 11.000 Nm3 CO + H2.11,000 Nm3 CO + H2 are discharged per hour.

Der Ausnutzungsgrad für CO + H2 beträgt: ca. 70 SO.The degree of utilization for CO + H2 is: approx. 70 SO.

Wärmeverbräuche und Verluste: Produzierter Eisenschwamm von 8000 C 6.7 x 106 Kcal/h Kreislaufgaskühlung 13.0 x 106 " CO2 + H2S-Wäschen 17.0 x 106 " Rußrückgewinnung 12.0 x 106 ir Reduktion 71.0 x 1o6 " Abgas des Vorwärmers 10.0 x 106 " Allgemeine Wärmeverluste 3.3 x 106 " 133.0 x 100 Kcal/h Der spezifische Wärmeverbrauch bezogen auf den oberen Heizwert des Einsatzstoffes beträgt 3,2 x 106 Kcal pro Tonne Eisenschwamm.Heat consumption and losses: Produced sponge iron of 8000 C 6.7 x 106 Kcal / h circulation gas cooling 13.0 x 106 "CO2 + H2S washes 17.0 x 106" Soot recovery 12.0 x 106 ir reduction 71.0 x 1o6 "exhaust gas from the preheater 10.0 x 106 "General heat losses 3.3 x 106" 133.0 x 100 Kcal / h The specific Heat consumption based on the upper calorific value of the input material is 3.2 x 106 Kcal per ton of sponge iron.

3. Beispiel: Zum Einsatz kommt Kohle Analyse der Kohle: C 78.5 Gew. % H2 5.4 " " N 1.4 " S 1.2 " O2 8.5 " Asche 5.0 " Heizwert (H0) wasserfrei: 7.800 Kcal/kg Gasbilanz für 1 000 Tonnen Eisenschwamm in 24 Stunden. Vol. % Frischgas Kreislauf- Reduktions- Ausschlauß- gas gas gas CO + H2 97.50 87.30 92.00 69.80 CH4 + A + N2 1.00 4.80 3.00 3.20 CO2 1.00 7.00 4.30 23.00 H2O 0.50 0.90 0.70 4.00 S 0.01 - 0.01 0.01 CO + H2-Men- ge Nm³/h 37.000 38.000 75.000 11.000 Wärmebilanz: Einsatz kommen 18.5 t Kohle 144.0 x 106 Kcal 3 t/h Dampf von 5 ata 1.5 x 105 " 145.5 x 106 Kcal Die tienge des Ausschleußgases beträgt 11.000 Nm³/h CO + H2.3rd example: Coal is used. Analysis of coal: C 78.5 wt.% H2 5.4 "" N 1.4 "S 1.2" O2 8.5 "Ash 5.0" Calorific value (H0) anhydrous: 7,800 Kcal / kg gas balance for 1,000 tons of sponge iron in 24 hours. Vol.% Fresh gas cycle reduction exclusion gas gas gas CO + H2 97.50 87.30 92.00 69.80 CH4 + A + N2 1.00 4.80 3.00 3.20 CO2 1.00 7.00 4.30 23.00 H2O 0.50 0.90 0.70 4.00 S 0.01 - 0.01 0.01 CO + H2 men- ge Nm³ / h 37,000 38,000 75,000 11,000 Heat balance: 18.5 t coal 144.0 x 106 Kcal 3 t / h steam of 5 ata 1.5 x 105 "145.5 x 106 Kcal The tienge of the discharge gas is 11,000 Nm³ / h CO + H2.

Der Ausnutzungsgrad bezogen auf CO + H2 beträgt demnach ca.The degree of utilization based on CO + H2 is therefore approx.

70 %.70%.

Wärmeverbräuche und Verluste: Produzierter Eisenschwamm von 800° C 5.7 x 105 Kcal Kreislaufgaskühlung 13.0 X 100 Kcal Rußrückgewinnung und Vorwärmung 18.0 x 10@ Kcal CO2 + H2S-Wäschen 22.5 x 106 Kcal 6 Reduktion 71.0 x 10 Kcal Abgas des Vorwärmers 10.0 x 106 Kcal Allgemeine Wärmeverluste 4.3 x 106 Kcal 145.5 x 10 Kcal Der spezifische Wärmeverbrauch bezogen auf den oberen Heizwert des Einsatzstoffes beträgt 3,5 x 106 Kcal pro Tonne Eisenschwamm.Heat consumption and losses: Produced sponge iron of 800 ° C 5.7 x 105 Kcal circulation gas cooling 13.0 X 100 Kcal soot recovery and preheating 18.0 x 10 @ Kcal CO2 + H2S washes 22.5 x 106 Kcal 6 reduction 71.0 x 10 Kcal exhaust gas of the preheater 10.0 x 106 Kcal General heat losses 4.3 x 106 Kcal 145.5 x 10 Kcal The specific heat consumption related to the upper calorific value of the input material is 3.5 x 106 Kcal per ton of sponge iron.

Claims (2)

PatentansprücheClaims 1. Verfahren zur Erzeugung von Gasen für die Reduktion von Erzen, insbesondere Eisenerzen, die Kohlenoxid und Wasserstoff enthalten und die in Bezug auf das zu reduzierende Erz im ueberschuß angewandt werden, wobei ein Teil des Abgases aus dem Reduktionsprozeß nach Kühlung, Entstaubung und Auswaschung von Kohlendioxid dem Reduktionsprozeß im Kreislauf wieder zugeführt und ein anderer Teil ausgeschleust und seine Verbrennungswärme im Reduktionsprozeß selber genutzt wird und eine der ausgeschleusten und verbrauchten Gasmenge entsprechende Mene von Kohle oxid und Wasserstoff enthaltendem Frischgas in den Kreislauf eingeschleust wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Frischgas in an sich bekannter 'Jeise durch partielle Oxidation von Kohlenstoff und Wasserstoff enthaltenden Naterialien aller Art, z.3. Naphtha, schweren oder leichten Ölen, Steinkohle, Braunkohle und Torf mit Sauerstoff und Wasserdampf und bzw. oder Kohlendioxid hergestellt und vor seiner Zumischung zum Reduktionskreislaufgas Ruß, Kohlendioxid und Schwefelverbindungen ausgewaschen und «;asserdanpf auskondensiert wird und das Gemisch aus Frisch- und Kreislaufgas durch die Verbrennungswärme des aus dem Kreislauf ausgeschleusten Gasanteiles auf 800 bis 1 000° C wieder aufgeheizt wird.1. Process for the production of gases for the reduction of ores, especially iron ores, which contain carbon oxide and hydrogen and which are related be applied to the ore to be reduced in excess, with part of the exhaust gas from the reduction process after cooling, dedusting and leaching of carbon dioxide fed back to the reduction process in the circuit and another part discharged and its heat of combustion is used in the reduction process itself and one of the discharged and consumed amount of gas corresponding Mene of carbon oxide and Hydrogen-containing fresh gas is introduced into the circuit, thereby characterized in that the fresh gas in per se known 'Jeise by partial oxidation of all kinds of materials containing carbon and hydrogen, e.g. 3. Naphtha, heavy or light oils, bituminous coal, lignite and peat with oxygen and Steam and / or carbon dioxide produced and before being admixed with Reduction cycle gas soot, carbon dioxide and sulfur compounds washed out and «; Water vapor is condensed out and the mixture of fresh and circulating gas through the heat of combustion of the gas portion discharged from the circuit to 800 up to 1,000 ° C is reheated. 2. Verfahren zur Erzeugung von Gasen für die Reduktion von Erzen, insbesondere Eisenerzen, die Kohlenoxid und Wasserstoff enthalten und die in Bezug auf das zu reduzierende Erz im ueberschuß angewandt werden, wobei ein Teil des Abgases aus dem Reduktionsprozeß nach Kühlung, Entstaubung und Auswaschung von Kohlendioxid dem Reduktionsprozeß im Kreislauf wieder zugeführt und ein anderer Teil ausgeschleußt und siene Verbrennungswärme im Reduktionsprozeß selber genutzt wird und eine der ausgeschleusten und verbrauchten Gasmenge entsprechende Menge von Kohlenoxid und Wasserstoff enthaltendem Frischgas in den Kreislauf eingeschleust wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Frischgas in an sich bekannter Weise durch partielle Oxidation von schwefelfreim Methan, methanhaltigen Gasen oder Erdgas mit Sauerstoff und Wasserdampf und bzw. oder Kohlendioxid hergestellt und ungekühlt in den Reduktionsgaskreislauf eingeschleust wird und allein das Kreislauf gas nach Kühlung, Entstaubung und Kohlendioxidauswaschung vor der Vermischung mit den Frischgas durch die Verbrennungwärme des aus dem Reduktionskreislauf ausgeschleusten Gasanteiles auf 350 bis 5500 C aufgeheizt wird.2. Process for the production of gases for the reduction of ores, in particular iron ores, which contain carbon oxide and hydrogen and which are applied in excess with respect to the ore to be reduced, with part of the exhaust gas from the reduction process after cooling, dedusting and leaching Carbon dioxide is fed back into the reduction process in the circuit and another part is ejected and its heat of combustion is used in the reduction process itself and an amount of fresh gas containing carbon oxide and hydrogen corresponding to the amount of gas that has been discharged and consumed is introduced into the circuit, characterized in that the fresh gas in itself known way produced by partial oxidation of sulfur-free methane, methane-containing gases or natural gas with oxygen and water vapor and / or carbon dioxide and is introduced uncooled into the reducing gas cycle and only the cycle gas after cooling, dedusting and carbon dioxide washing is heated to 350 to 5500 C by the combustion heat of the gas portion discharged from the reduction circuit before it is mixed with the fresh gas.
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