DE3441356C2

DE3441356C2 -

Info

Publication number: DE3441356C2
Application number: DE3441356A
Authority: DE
Inventors: Sven Santen; Goeran Hofors Se Mathisson; Bjoern Sala Se Hammarskog
Original assignee: SKF Steel Engineering AB
Current assignee: SKF Steel Engineering AB
Priority date: 1983-12-02
Filing date: 1984-11-13
Publication date: 1987-07-16
Also published as: ES538146A0; DE3441356A1; AU3525384A; ES8605455A1; IT1177076B; FR2556006A1; BR8406066A; GB8427967D0; IT8423369A1; PL250671A1; BE901160A; IT8423369A0; DD229712A5; NO844801L; GB2150591A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion von oxidischen Erzen in einem Schachtofen mittels eines im wesentlichen aus CO und H₂ bestehenden Reduktionsgases unter gleichzeitiger Erzeugung eines verwertbaren CO- und H₂-haltigen Abgasstromes,

bei welchem Verfahren das Reduktionsgas mit einer Temperatur von 700 bis 1000°C, insbesondere 825°C, in den Schachtofen eingeleitet und durch Reduktion an dem eingesetzten Erz in ein staubbeladenes Gichtgas mit den Hauptkomponenten CO, H₂, CO₂ und H₂O überführt wird,

das nach Austritt aus dem Schachtofen durch eine Gaswäsche entstaubt und unter Reduzierung des Wassergehaltes gekühlt wird und das anschließend als Umlaufgas in den Schachtofen zurückgeführt wird,

bei welchem Verfahren ein CO- und H₂-reiches Reaktionsgas durch Vergasung von kohlenstoffhaltigem oder kohlenwasserstoffhaltigem Ausgangsmaterial mit Oxidationsmittel im unteren Bereich eines mit ständigem kohlenstoffhaltigen Material gefüllten schachtförmigen Gaserzeugers bei einer für die Bildung schlackenförmiger Rückstände erforderlichen Temperatur von 1000 bis 1500°C hergestellt wird, das anschließend entschwefelt, mit Umlaufgas gemischt und als Reduktions gas in den Schachtofen eingeleitet wird,

wobei die Eintrittstemperatur des Reaktionsgases in den Schwe felabscheider durch Zumischen eines dem Umlaufgas entnommenen Mischgasstromes eingestellt und die Eintrittstemperatur des Reduktionsgases in den Schachtofen durch Beheizen des Um laufgases, im Teilstrom, angepaßt wird,

bei welchem Verfahren fernerhin aus dem Umlaufgas der Abgasstrom entnommen wird.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Gattung (DE-OS 29 32 939) wird das Gichtgas aufbereitet und in den Reduktionsprozeß zurück geführt. Zur Aufbereitung gehören eine Entstaubung und eine Entwäs serung sowie zusätzlich eine CO₂-Reinigung in einer regenerativ arbeitenden CO₂-Reinigungsanlage. Es werden lediglich kleine Teil ströme aus dem Kreislauf abgeführt. Sie dienen als Brenngas zur Beheizung des im Kreis geführten Gichtgases und zur Erzeugung von Dampf, der für die CO₂-Reinigung verwendet wird. Das Verfahren mit CO₂-Reinigung ist aufwendig und mit Energieverlusten behaftet. Die Erzeugung eines verwertbaren Abgasstromes, der an andere Ver fahren abgegeben werden kann, erfolgt nicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, das gattungsgemäße Verfahren ohne regnerativ arbeitende CO₂-Reinigung des Gichtgases auszubilden und das Verfahren so zu führen, daß gleichzeitig ein verwertbarer CO- und H₂-enthaltender Abgasstrom erzeugt wird, der entweder als Brenngas oder als Reduktionsgas einsetzbar ist. Die Zusammensetzung des Abgasstromes, insbesondere sein CO₂-Gehalt soll dem jeweiligen Einsatzzweck anpaßbar sein.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs beschriebenen Verfahren da durch gelöst, daß der Abgasstrom wahlweise nach der Gaswäsche, nach der Gaserzeugung, nach der Entschwefelung oder unmittelbar vor Eintritt in den Schachtofen abgeführt wird, daß ein Teilstrom des Umlaufgases abgetrennt und als oxidationsmittelhaltiger Rohgas strom, wahlweise mit Wasser und Sauerstoff als weiteren Oxidations mitteln, dem Gaserzeuger zugeführt wird, und daß die Oxidations mittel durch einen Plasmagenerator in den Gaserzeuger eingebracht und aufgeheizt werden.

Dabei wird ein erster Teilstrom des Gichtgases nach Entstaubung und partieller H₂O-Abspaltung dem Gaserzeuger als oxidationsmittel haltiger Rohgasstrom zugeführt. CO₂ und H₂O werden durch chemi sche Umwandlung an kohlenstoffhaltigem Material in CO und H₂ über führt. Es treten keine Verluste an CO und H₂ auf. Fernerhin ergibt sich eine Einsparung an Oxidationsmitteln, insbesondere Sauerstoff. Letzlich wird also ein guter Wirkungsgrad bei der Energierückge winnung erreicht. Ein zweiter Teilstrom wird ohne Beeinflussung des CO ₂-Gehaltes an dem Gaserzeuger vorbeigeführt und vor Eintritt in den Schachtofen dem im Gaserzeuger gebildeten Reaktionsgas zuge mischt. Dadurch erfolgt eine Temperaturanpassung und Einstellung des CO₂-Gehaltes. Die Erfindung nutzt fernerhin die Tatsache, daß das Umlaufgas örtlich unterschiedliche CO₂-Konzentrationen aufweist. Je nachdem, wo der Abgasstrom abgeführt wird, ist seine Zusammen setzung unterschiedlich und ist dementsprechend das Abgas als Brenn gas oder auch als Reduktionsgas einsetzbar.

Weitere Merkmale und Besonderheiten ergeben sich aus der nachfol genden Beschreibung anhand der Zeichnungen; es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur Reduktion von oxidischen Erzen mit einem einstufigen Gasgenerator; und

Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 mit einem zweistufigen Gasgene rator.

Die Einrichtung gemäß Fig. 1 besitzt einen Reduktionsschachtofen 1 zur Reduktion von oxidischem stückigem Material. Dieser Schacht ofen 1 besitzt eine Beschickungseinrichtung 2 zum Einbringen von zu reduzierendem oxidischem stückigem Material. Am Boden des Schacht ofens befindet sich eine Einlaßleitung 3 für heißes Reduktionsgas, welches im wesentlichen aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff besteht, wobei dieses Gas im Gegenstrom durch den Schachtofen 1 hindurchge leitet und anschließend durch eine obere Auslaßleitung 4 entnommen wird. Diese Auslaßleitung 4 ist mit einem Abscheider 5 für staubar tige Teile und Wasser, einem sogenannten Gaswäscher, verbunden, von welchem das von Wasser und Staubteilchen befreite und gleich zeitig abgekühlte Gas einem Auslaß 6 zuströmt, während ein restlicher Teilstrom über eine Hauptrückleitung 7 zwecks erneuter Verwendung im Prozeß zurückgeführt wird, wie noch zu beschreiben sein wird. Das am Auslaß 6 entnommene Gas kann beispielsweise als Brenngas verwendet werden. Die Hauptrückleitung 7 enthält einen Kompressor 8.

Wenigstens ein Plasmagenerator 10 mündet in einen schachtförmigen Gasgenerator 11. Eine Lanze 12 für die Zufuhr von zur Gaserzeugung erforderlichem Material mündet ebenfalls in diesen Gasgenerator, während am Boden des Gasgenerators ein Auslaß 13 vorgesehen ist. Von der Hauptrückleitung 7 geht eine zweite Hauptleitung 14 ab, welche hauptsächlich für die Zufuhr von Umlaufgas bestimmt ist, welches von Kohlendioxid frei ist und mit dem frisch erzeugten Reduktionsgas vermischt werden soll, um dessen Temperatur zu steuern. Über Abzweig leitungen 15 a, 15 ist die Leitung 14 ferner mit dem Eingang des Plasmagenerators 10 verbindbar bezw. mit dem Innenraum seines Gehäuses vor dem Plasmagenerator. Zweckmäßigerweise ist in der Leitung 15 a ein Kompressor 8 a angeordnet.

Im Prinzip bietet diese Anordnung nachstehende Funktions bequemlichkeiten:

über eine erste Abzweigleitung 16 kann die Leitung 14 mit dem oberen Bereich des Gasgenerators verbunden werden; die Hauptrückleitung 7 kann über zusätzliche Abzweig leitungen 15 und 15 a mit der Vergasungszone im unteren Bereich des Gasgenerators verbunden werden, d. h. Umlauf gas kann vor dem Plasmagenerator durch die Leitung 15 und nach Verdichtung im Kompressor 8 a über die Leitung 15 a hinter dem Plasmagenerator eingespeist werden, um diesen zu durchlaufen;über eine weitere Abzweigleitung 17 kann die Leitung 14 mit dem vom Gasgenerator entnommenen Reduktionsgas, welches den oberen Teil des Gasgenerators über eine Auslaßleitung 18 verläßt, verbunden werden, und über eine weitere Abzweigleitung 19 kann die Leitung 14 über eine Mischkammer 20 mit dem aus einem Schwefel filter 22 über eine Leitung 21 ausströmenden Reduktions gas verbunden werden, und schließlich kann die Leitung 14 mit der Reduktionsgasleitung 21 unmittelbar vor dem Eintritt des Reduktionsgases in den Reduktionsschacht ofen 1 verbunden werden.

Auf diese Weise läßt sich der CO₂-Gehalt im Umlaufgas einwand frei steuern.

In der Leitung 18 ist ein Gasauslaß 23 b zur Entnahme z. B. von Exportgas vorgesehen, sowie ebenfalls ein Gasauslaß 23 a in der Leitung 21 und ein weiterer Gasauslaß 23 in der Zufuhr leitung 3 zum Reduktionsschachtofen 1.

Eine Speiseleitung 9 für das Oxidationsmittel, beispielsweise in Form von Sauerstoff und/oder Wasser und/oder Luft, ist direkt mit dem Plasmagenerator 10, wahlweise nach Vorwärmung, verbunden, wobei dieses Oxidationsmittel der Reaktionszone im Boden das Gasgenerators 11 zugeführt werden kann.

Die vorbeschriebene und in Fig. 1 dargestellte Einrichtung arbeitet im Prinzip folgendermaßen:

Das Reduktionsgas zur Reduktion des oxidischen Materials im Schachtofen 1, welches in denselben über die Einlaßleitung 3 Eingeleitet wird, wird im Prinzip im Gasgenerator 11 erzeugt, indem ein kohlenstoffhaltiges und oder kohlenwasserstoff haltiges Ausgangsmaterial zusammen mit Oxidationsmittel und wahlweise mit Schlackenbildnern einer Verbrennungszone im unteren Teil des Gasgenerators 11 zugeführt wird, während gleichzeitig Wärmeenergie über wenigstens einen Plasma generator 10 zugeführt wird. Das auf diese Weise hergestellte Reduktionsgas wird dann im Prinzip auf eine für die nach folgende Reduktion des oxidischen Materials im Schachtofen 1 geeignete Temperatur gebracht und in den Schachtofen 1 im Gegenstrom zu dem zu reduzierenden Material eingeblasen. Nach Reduktion des oxidischen Materials enthält das Reduktionsgas oxidierende Bestandteile wie beispielsweise Kohlendioxid und Wasser sowie staubartige Teilchen und ist daher in bezug auf seine Reduktionsfähigkeit teilweise verbraucht. Das Reduk tionsgas wird durch die Gasauslaßleitung 4 von der Gicht des Reduktionsschachtofens abgezogen und anschließend von Wasser und staubartigen Teilchen im Gaswäscher 5 befreit. Das auf diese Weise im Gaswäscher 5 behandelte Gas, welches gleich zeitig dabei abgekühlt wurde, kann dann dem System über die Gasauslaßleitung 6 wie gewünscht entnommen werden und zur Rückgewinnung von Wärmeenergie beispielsweise in Form von Brenngas verwandt werden. Gleichzeitig kann der verbleibende Teilstrom dieses Gases dem Prozeß durch die Rückleitung 7 erneut zugeführt werden, d. h. es kann erneut zur Erzeugung von Reduktionsgas verwendet werden.

Die Gaserzeugung im schachtförmigen Gasgenerator 11 kann auf verschiedene Weise erreicht werden. Pulveriges und/oder flüs siges kohlenstoffhaltiges und/oder kohlenwasserstoffhaltiges Ausgangsmaterial kann in die Vergasungszone beispielsweise durch eine Zufuhrleitung 12 eingeblasen werden, in welchem Fall Oxidationsmittel wie beispielsweise Sauerstoff oder Wasserdampf in die Reaktionszone durch den Plasmagenerator eingebracht werden kann. Umlaufgas kann der Vergasungszone vor dem Plasmabrenner über die Leitung 15 zugeführt werden, oder das Gas kann durch den Plasmagenerator über die Leitung 15 a zugeführt werden. Das kohlenstoffhaltige und/oder kohlen wasserstoffhaltige Ausgangsmaterial kann auch in stückiger Form über die Gicht des Gasgenerators zugeführt werden, so daß die Vergasungszone im unteren Teil des mit festem kohlen stoffhaltigem Material in stückiger Form gefüllten Gasgene rators hergestellt wird. Zweckmäßigerweise wird als kohlen stoffhaltige Füllung des Gasgenerators Koks verwendet.

Außerdem kann Wasser oder ein Teil des teilweise verbrauchten Reduktionsgases, welches dem Reduktionsschachtofen 1 über die Leitung 7 und die Abzweigleitung 16 entzogen wurde, ebenfalls in den Gasgenerator 11 eingebracht werden, welcher in diesem Fall mit stückigem Reduktionsmaterial gefüllt ist. In diesem Fall wird das Gas infolgedessen über der Vergasungszone selbst und in einem geeigneten Abstand von derselben eingebracht, wodurch die Hitze der Schachtfüllung ausgenutzt wird, um H₂O in H₂ + CO und Kohlendioxid in Kohlenmonoxid umzuwandeln.

Die Gaserzeugung im Gasgenerator 11 kann auch dadurch er reicht werden, daß pulveriges, kohlenstoffhaltiges Material, wahlweise mit Schwefelakzeptoren und/oder Schlackenbildnern mittels Wasser oder Wasserdampf oder einem Trägergas ein geblasen wird, welches aus teilweise verbrauchtem Reduktions gas eines Teilstromes besteht, der dem Reduktionsschachtofen entnommen wurde, oder aus Sauerstoff oder einer Mischung von Sauerstoff und Wasserdampf.

Das im Gasgenerator 11 erzeugte Reduktionsgas kann entschwe felt werden, indem beispielsweise ein geeigneter Schwefel akzeptor der Schachtfüllung zugesetzt wird, oder indem Schwefelakzeptoren in die Vergasungszone eingeblasen werden oder indem das in dem Gasgenerator erzeugte Gas über die Auslaßleitung 18 einem Schwefelabscheidefilter 22 zugeleitet wird. Irgendwelche übrigbleibenden Schwefelverunreinigungen werden von dem Metalloxid absorbiert, welches im unteren Teil des Reduktionsschachtofens reduziert wird.

Das Reduktionsgas wird im allgemeinen auf einem Temperatur bereich von 1000-1500°C gehalten. Allerdings kann ein derart heißes Reduktionsgas nicht direkt zur Reduktion im Reduktions schachtofen verwendet werden, so daß seine Temperatur beträcht lich herabgesetzt werden muß, bevor es in den Schachtofen 1 eingeleitet wird. Dies kann im Rahmen der Erfindung auf ver schiedene Weise erfolgen.

Beispielsweise kann das aus dem Gasgenerator 11 ausströmende Reduktionsgas über die Leitung 18 mit einem geeigneten Teil strom von Umlaufgas vermischt werden. Dies geschieht über die Leitung 14, so daß die Temperatur der Gasmischung zwischen 700 und 1000°C liegt. Alternativ kann diese Vermischung mit einem Teilstrom des vom Reduktionsschachtofen 1 zurückgeführ ten Gases dadurch erreicht werden, daß das Reduktionsgas nach Durchlaufen des Schwefelfilters 22, d. h. auf seinem Wege von der Leitung 14 zur Leitung 3, vermischt wird. Wenn ein gerin ger Teilstrom an Umlaufgas aus der Leitung 14 verwendet wird, sollte dies ausreichen, um die gewünschte Abkühlung des er zeugten Reduktionsgases zu bewirken. Wenn allerdings eine überaus große Menge an Umlaufgas dem Reduktionsgas zugemischt wird, sollte ein derart starker Strom vorzugsweise auf die genaue Temperatur in der Mischkammer 20 aufgeheizt werden. Diese Aufheizung kann beispielsweise mittels eines Plasma generators erfolgen.

Die Temperatureinstellung kann auch dadurch erreicht werden, daß ein Teilstrom des erzeugten Gases durch Leitungen 21 und 19 durch eine als Kühler wirkende Mischkammer 20 geleitet wird.

Außerdem kann die erforderliche Temperatureinstellung auch zumindest teilweise durch die Zufuhr von Wasser und/oder Wasserdampf über eine Zufuhrleitung 24 erfolgen. Diese Maß nahme verhindert auch das Entstehen von Rußablagerungen.

Um das Aufkohlungspotential des erzeugten Reduktionsgases zu steuern und um eine Methanisierung zu verhindern, können geeignete Kohlenstoffhaltige Materialien wie beispielsweise Methan, Methanol und/oder Propan über die Leitung 25 zugeführt werden.

Rußablagerungen kann auch dadurch entgegengewirkt werden, daß H₂S über die Leitung 26 eingeblasen wird.

Die vorbeschriebene Erzeugung von Reduktionsgas im schacht artigen Generator 11 kann auch durch eine zweistufige Vergasung durchgeführt werden, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.

Die erfindungsgemäße Gaserzeugung bietet wichtige technische Vorteile. Die Gaserzeugung kann bei derartigen Temperaturen durchgeführt werden, daß die Asche eine leicht handhabbare Schlacke bildet, welche abgelassen wird, ohne daß Vestopfungs probleme im Prozeß entstehen. Der Wasserstoffgehalt im Re duktionsgas kann auf einen für den Reduktionsprozeß geeigneten Prozentsatz gesteuert werden, indem Wasser und/oder Sauerstoff in der Gaserzeugungstufe und in der Temperatursteuerstufe gesteuert eingeblasen wird. Auch im Hinblick auf den Energie verbrauch wird ein optimaler Reduktionsprozeß und ein bequem steuerbares Gaserzeugungssystem verwirklicht. Die Steuerung der Anteile von H₂O und CO₂ in der Leitung 3 kann infolge dessen in der Weise ausgeführt werden, daß die Strömung in den Leitungen 14 bis 18 und 21 und 3 bzw. auch in der Leitung 24 eingestellt wird.

Wie bereits erwähnt, kann die Entschwefelung statt durch einen besonderen Schwefelfilter auch direkt in dem Gasgene rator eingebaut werden, indem die Koksschüttung beispiels weise mit geeignetem Material versehen wird oder indem geeignetes Material in die Vergasungszone eingeblasen wird.

Die in Fig. 2 dargestellte abgewandelte Ausführung der erfin dungsgemäßen Einrichtung besitzt anstelle des einstufigen Gasgenerators gemäß Fig. 1 einen zweistufigen Gasgenerator. Die Einrichtung ist im übrigen nach den gleichen Prinzipien wie die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung aufgebaut.

Der zweistufige Gasgenerator gemäß Fig. 2 besitzt eine Ver gasungskammer 29 und einen mit einer Koksschüttung 31 gefüll ten Schacht 30.

Die Vergasungskammer 29 besitzt ein wassergekühltes Außen gehäuse 32 sowie eine feuerfeste Auskleidung 33 und ist vor zugsweise im wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Vorzugs weise sind außerdem rund um den Schacht 30 mehrere Vergasungs kammern angeordnet.

Der Schacht 30 besitzt einen unteren Schlackenauslaß 34 und einen oberen Gasauslaß 35. Koks in stückiger Form wird dem Schacht durch eine gasdichte Zuführung 36 am Kopf zugeführt. Die Mündung der Vergasungskammer 29 befindet sich im unteren Teil des Schachtes, und das Gas strömt durch die Koksschüttung nach oben und durch den Gasauslaß aus dem Schacht heraus. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dient der Schlacken auslaß 34 für die Vergasungskammer und den Schacht gemeinsam.

In Verbindung mit der Vergasungskammer ist wenigstens ein Brenner vorgesehen, welcher bei dem dargestellten Ausführungs beispiel aus einem Plasmagenerator 37 besteht. Der Plasma generator ist mit der Vergasungskammer durch ein Ventil 38 verbunden. Oxidationsmittel wird in den Plasmagenerator durch eine Speiseleitung 9 geleitet oder kann auch vor den Plasma generator durch eine Speiseleitung 39 eingebracht werden. Das Oxidationsmittel kann auch aus einem Trägergas bestehen, welches durch den Plasmagenerator hindurchgeleitet wird, oder aus einem Umlaufgas, welches durch die Leitung 15 a zugeführt wird. Das heiße turbulente Gas, welches im Plasmagenerator erzeugt wird, gelangt durch die Mündung 40 des Plasmagenera tors in die Vergasungskammer. Der kohlenstoffhaltige Brenn stoff, vorzugsweise in Pulverform, wird durch eine Speise leitung 41 in einen Ringraum 42 eingeblasen, welcher konzen trisch um die Mündung des Plasmagenerators ausgebildet ist, und/oder durch eine Lanze 43, welche auch für die Zufuhr weiterer Zuschläge wie beispielsweise Schlackenbildner ver wendet werden kann.

Im Schacht sind außerdem Lanzen 44 und 45 vorgesehen, durch welche wahlweise weiteres Oxidationsmittel wie beispiels weise H₂O, CO₂, zugesetzt werden kann, um die physikalische Überschußhitze im Gas auszunutzen. Dadurch lassen sich auch die Temperatur und die Zusammensetzung des Gases steuern.

Am Ausgang der Vergasungskammer ist ein erster Meßfühler 46 angeordnet, während ein zweiter Meßfühler 47 im Gasauslaß 35 des Schachtes sitzt. Diese Meßfühler dienen zur Messung der Temperatur und/oder zur Analyse des Gases. Diese beiden Meß fühler geben die Möglichkeit, den Prozeß durch Steuerung der zugeführten Außenenergie und/oder der zugeführten Material ströme zu steuern.

Fig. 2 zeigt nur ein Ausführungsbeispiel eines geeigneten zweistufigen Gasgenerators in einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei viele andere Lösungen ebenfalls denkbar sind. Beispielsweise können die Plasma generatoren tangential um Umfang der Vergasungskammer an geordnet werden, so daß in der Vergasungskammer eine umlaufen de Strömung erzielt wird. Außerdem kann zur Erleichterung der Schlackenabscheidung die Vergasungskammer vertikal an geordnet werden, oder die Vergasungskammer und der Schacht können mit getrennten Schlackenauslässen versehen werden.

Bei der zweistufigen Vergasungseinrichtung gemäß Fig. 2 wird das Ausgangsmaterial teilweise verbrannt oder zumindest teil weise in der Vergasungskammer vergast, und die auf diese Weise erhaltene Mischung wird in einen Schacht eingebracht, welcher eine Schüttung aus kohlenstoffhaltigem Material in stückiger Form enthält. Der physikalische Wärmegehalt der Gasmischung, welche von der Vergasungskammer kommt, wird dadurch in der Koksschüttung ausgenutzt, um den Gehalt an Kohlendioxid und Wasser im Gas zu reduzieren. Auf diese Weise kann der Gas erzeugungsprozeß derart gesteuert werden, daß das ausströmende Gas eine mit dem nachfolgenden Prozeßschritt ohne weiteres verträgliche Temperatur und Zusammensetzung aufweist.

Das vom Plasmagenerator herkommende heiße Trägergas erhält zweckmäßigerweise eine Drehbewegung, bevor es in die Ver gasungskammer eingebracht wird, und der pulverige kohlen stoffhaltige Brennstoff kann konzentrisch um den heißen Gas strom eingebracht werden, welcher in die Vergasungskammer einströmt. Dadurch, daß das Material in der Vergasungskammer eine Drehbewegung erhält, ergibt sich eine Schutzschicht aus Schlacke an den inneren Wandungen der Vergasungskammer.

Die Erfindung kann auch derart abgewandelt werden, daß zur Gaser zeugung durch Vorwärmung des Oxidationsmittels von außen her Wärmeenergie zugeführt wird.

Claims

1. Verfahren zur Reduktion von oxidischen Erzen, insbesondere Eisenerzen, in einem Schacht ofen mittels eines im wesentlichen aus CO und H₂ bestehenden Reduk tionsgases unter gleichzeitiger Erzeugung eines verwertbaren CO- und H₂-haltigen Abgasstromes, bei welchem Verfahren das Reduktionsgas mit einer Temperatur von 700 bis 1000°C, insbesondere 825°C, in den Schachtofen eingeleitet und durch Reduktion an dem eingesetzten Erz in ein staubbeladenes Gichtgas mit den Hauptkomponenten CO, H₂, CO₂ und H₂O überführt wird,

bei welchem Verfahren ein CO- und H₂-reiches Reaktionsgas durch Vergasung von kohlenstoffhaltigem oder kohlenwasserstoffhaltigem Ausgangsmaterial mit Oxidationsmittel im unteren Bereich eines mit ständigem kohlenstoffhaltigen Material gefüllten schachtförmigen Gaserzeugers bei einer für die Bildung schlackenförmiger Rückstände erforderlichen Temperatur von 1000 bis 1500°C hergestellt wird, das anschließend entschwefelt, mit Umlaufgas gemicht und als Reduktions gas in den Schachtofen eingeleitet wird,

bei welchem Verfahren aus dem Umlaufgas der Abgasstrom entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasstrom wahlweise nach der Gaswäsche, nach der Gaser zeugung, nach der Entschwefelung oder unmittelbar vor Eintritt in den Schachtofen abgeführt wird,

daß ein Teilstrom des Umlaufgases abgetrennt und als oxidations mittelhaltiger Rohgasstrom, wahlweise mit Wasser und Sauerstoff als weiteren Oxidationsmitteln, dem Gaserzeuger zugeführt wird,

und daß die Oxidationsmittel durch einen Plasmagenerator in den Gaserzeuger eingebracht und aufgeheizt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil strom des Rohgasstromes, wahlweise mit Wasser, in den oberen Teil des Schachtofens eingebracht und die fühlbare Wärme in der kohlen stoffhaltigen Schüttung und dem Reaktionsgas für die Umwandlung von H₂O und CO₂ zu H₂ und CO ausgenutzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kohlenstoff- und/oder kohlenwasserstoffhaltige Material in einer an den schachtförmigen Gasgenerator angeschlossenen Vergasungskam mer vergast und das dabei gebildete Gas durch die kohlenstoffhaltige Schüttung des schachtförmigen Gasgenerators geleitet wird, und daß unter Ausnutzung des physikalischen Wärmegehaltes H₂O und CO₂ zu H₂ und CO umgesetzt wird, wobei der Gaserzeugungsprozeß derart gesteuert wird, daß das Reaktionsgas eine für den nachfolgenden Prozeßschritt geeignete Temperatur und Zusammensetzung aufweist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß dem Reduktionsgas vor Eintritt in den Schachtofen wahl weise Wasser und/oder Wasserdampf oder H₂S zur Vermeidung von Rußablagerungen oder Kohlenstoffträger wie Methan, Methanol und/ oder Propan zur Steuerung des Aufkohlungspotentials des Reduktions gases zugegeben werden.